ZERTIFIZIERUNG VON ELEKTRISCHEN ANTRIEBSSTRANGBAUTEILEN

1.

Einführung

Die in diesem Anhang beschriebenen Bauteilprüfverfahren liefern Eingabedaten für das Simulationswerkzeug zu elektrischen Maschinensystemen, IEPC, IHPC Typ 1, Batteriesystemen und Kondensatorsystemen.

2.

Begriffsbestimmungen und Abkürzungen

Für die Zwecke dieses Anhangs gelten folgende Begriffsbestimmungen:

(1)

„Batteriesteuereinheit” ( „BCU” : battery control unit) bezeichnet eine elektronische Vorrichtung, die die elektrischen und thermischen Funktionen des Batteriesystems steuert, verwaltet, erkennt oder berechnet und die Kommunikation zwischen dem Batteriesystem oder dem Batteriesatz bzw. einem Teil des Batteriesatzes und anderen Fahrzeugsteuergeräten sicherstellt.

(2)

„Batteriesatz” bezeichnet ein REESS (rechargeable electric energy storage system – wiederaufladbares elektrisches Energiespeichersystem), das Sekundärzellen oder Sekundärzellenbaugruppen umfasst, die normalerweise mit der Zellenelektronik, den Stromversorgungskreisen und der Überstromabschalteinrichtung verbunden sind, einschließlich elektrischer Verbindungsleitungen und Schnittstellen für externe Systeme (Beispiele für externe Systeme sind Systeme für die thermische Konditionierung, Hilfsspannungsversorgungssysteme (Hoch- und Niederspannung) und Kommunikationssysteme).

(3)

„Batteriesystem” bezeichnet ein REESS, das aus Sekundärzellenbaugruppen oder einem Batteriesatz/mehreren Batteriesätzen sowie elektrischen Schaltkreisen, Elektronik, Schnittstellen für externe Systeme (z. B. thermisches Konditionierungssystem), Batteriesteuereinheiten und Schützen besteht.

(4)

„Repräsentatives Batterie-Teilsystem” bezeichnet ein Teilsystem des Batteriesystems, das entweder aus Sekundärzellenbaugruppen oder einem Batteriesatz/mehreren Batteriesätzen in serieller und/oder paralleler Konfiguration mit elektrischen Schaltkreisen, Schnittstellen für das thermische Konditionierungssystem, Steuereinheiten und Zellenelektronik besteht.

(5)

„Zelle” bezeichnet eine grundlegende Funktionseinheit einer Batterie, die aus Elektroden, Elektrolyt, Behälter, Anschlüssen und in der Regel Separatoren besteht und eine Quelle elektrischer Energie ist, die durch direkte Umwandlung chemischer Energie gewonnen wird.

(6)

„Zellenelektronik” bezeichnet eine elektronische Vorrichtung, die thermische oder elektrische Daten von Zellen oder Zellenbaugruppen oder Kondensatoren oder Kondensatorbaugruppen sammelt und möglicherweise überwacht und gegebenenfalls Elektronik für den Ausgleich zwischen Zellen oder Kondensatoren enthält.

(7)

„Sekundärzelle” bezeichnet eine durch umkehrbare chemische Reaktion elektrisch wiederaufladbare Zelle.

(8)

„Kondensator” bezeichnet eine Vorrichtung zur Speicherung elektrischer Energie durch die Effekte der elektrostatischen Doppelschichtkapazität und der elektrochemischen Pseudokapazität in einer elektrochemischen Zelle.

(9)

„Kondensatorzelle” bezeichnet eine grundlegende Funktionseinheit eines Kondensators, die aus Elektroden, Elektrolyt, Behälter, Anschlüssen und in der Regel Separatoren besteht.

(10)

„Kondensatorsteuereinheit” ( „CCU” : capacitor control unit) bezeichnet eine elektronische Vorrichtung, die die elektrischen und thermischen Funktionen des Kondensatorsystems steuert, verwaltet, erkennt oder berechnet und die Kommunikation zwischen dem Kondensatorsystem oder dem Kondensatorsatz bzw. einem Teil des Kondensatorsatzes und anderen Fahrzeugsteuergeräten sicherstellt.

(11)

„Kondensatorsatz” bezeichnet ein REESS, das Kondensatorzellen oder Kondensatorbaugruppen umfasst, die normalerweise mit der Kondensatorzellenelektronik, den Stromversorgungskreisen und der Überstromabschalteinrichtung verbunden sind, einschließlich elektrischer Verbindungsleitungen und Schnittstellen für externe Systeme und die Kondensatorsteuereinheit. Beispiele für externe Systeme sind Systeme für die thermische Konditionierung, Hilfsspannungsversorgungssysteme (Hoch- und Niederspannung) und Kommunikationssysteme.

(12)

„Kondensatorsystem” bezeichnet ein REESS, das aus Kondensatorzellen oder Kondensatorzellenbaugruppen oder einem Kondensatorsatz/mehreren Kondensatorsätzen sowie elektrischen Schaltkreisen, Elektronik, Schnittstellen für externe Systeme (z. B. thermisches Konditionierungssystem), einer Kondensatorsteuereinheit und Schützen besteht.

(13)

„Repräsentatives Kondensator-Teilsystem” bezeichnet ein Teilsystem des Kondensatorsystems, das entweder aus Kondensatorzellenbaugruppen oder einem Kondensatorsatz/mehreren Kondensatorsätzen in serieller und/oder paralleler Konfiguration mit elektrischen Schaltkreisen, Schnittstellen für das thermische Konditionierungssystem, Steuereinheiten und Kondensatorzellenelektronik besteht.

(14)

„nC” bezeichnet die Stromrate, die dem n-fachen der einstündigen Entladekapazität, ausgedrückt in Ampere, entspricht (d. h. den Strom, der 1/n Stunden benötigt, um die geprüfte Vorrichtung auf der Grundlage der Nennkapazität vollständig zu laden oder zu entladen).

(15)

„Stufenloses Getriebe” ( „CVT” : continuously variable transmission) bezeichnet ein Automatikgetriebe, das stufenlos durch eine Reihe von Gängen schalten kann.

(16)

„Differenzial” bezeichnet eine Vorrichtung, die ein Drehmoment in zwei Zweige aufteilt, z. B. für linke und rechte Räder, wobei sich diese Zweige bei ungleichen Drehzahlen drehen können. Diese Funktion kann durch eine Differenzialbrems- oder -sperreinrichtung (falls vorhanden) vorgespannt oder deaktiviert werden.

(17)

„Differenzialgetriebeübersetzung” bezeichnet das Verhältnis der Differenzialeingangsdrehzahl (zum primären Antriebsenergieumwandler) zur Differenzialausgangsdrehzahl (zu den angetriebenen Rädern), wobei beide Differenzialausgangswellen mit derselben Drehzahl laufen.

(18)

„Antriebsstrang” bezeichnet die miteinander verbundenen Bestandteile des Antriebsstrangs zur Übertragung der mechanischen Energie zwischen dem (den) Antriebsenergiewandler(n) und den Rädern.

(19)

„elektrische Maschine” (EM) bezeichnet einen Energiewandler, der elektrische in mechanische Energie und umgekehrt umwandelt.

(20)

„elektrisches Maschinensystem” bezeichnet eine Kombination von elektrischen Antriebsstrangbauteilen, wie im Fahrzeug eingebaut, bestehend aus einer elektrischen Maschine, einem Wechselrichter und einer elektronischen Steuereinheit/mehreren elektronischen Steuereinheiten, einschließlich Anschlüsse und Schnittstellen für externe Systeme.

(21)

„Art der elektrischen Maschine” bezeichnet a) eine Asynchronmaschine (ASM), b) eine erregte Synchronmaschine (ESM: excited synchronous machine), c) eine permanentmagneterregte Synchronmaschine (PSM) oder d) eine Reluktanzmaschine (RM: reluctance machine).

(22)

„ASM” bezeichnet eine elektrische Asynchronmaschine, bei der der zur Erzeugung des Drehmoments erforderliche elektrische Strom im Rotor durch elektromagnetische Induktion aus dem Magnetfeld der Statorwicklung gewonnen wird.

(23)

„ESM” bezeichnet eine erregte Synchronmaschine, die mehrphasige Wechselstrom-Elektromagnete auf dem Stator enthält, die ein Magnetfeld erzeugen, das sich im Takt der Schwingungen des Netzstroms dreht. Für die Erregung ist Gleichstrom erforderlich, der dem Rotor zugeführt wird.

(24)

„PSM” bezeichnet eine permanentmagneterregte Synchronmaschine, die mehrphasige Wechselstrom-Elektromagnete auf dem Stator enthält, die ein Magnetfeld erzeugen, das sich im Takt der Schwingungen des Netzstroms dreht. Im Stahlrotor eingebettete Permanentmagnete erzeugen ein konstantes Magnetfeld.

(25)

„RM” bezeichnet eine Reluktanzmaschine, die mehrphasige Wechselstrom-Elektromagnete auf dem Stator enthält, die ein Magnetfeld erzeugen, das sich im Takt der Schwingungen des Netzstroms dreht. Sie induziert nicht permanente magnetische Pole auf dem ferromagnetischen Rotor, der keine Wicklungen hat. Sie erzeugt Drehmoment durch magnetischen Widerstand.

(26)

„Gehäuse” bezeichnet einen integrierten und strukturellen Teil des Bauteils, das die innen liegenden Baugruppen umgibt und einen Schutz gegen direktes Berühren aus allen Zugangsrichtungen bietet.

(27)

„Energiewandler” bezeichnet eine Anlage, bei dem sich die Art der Eingangsenergie von der Art der Ausgangsenergie unterscheidet.

(28)

„Antriebsenergiewandler” bezeichnet einen Energiewandler des Antriebsstrangs, der keine periphere Vorrichtung ist und dessen Ausgangsenergie unmittelbar oder mittelbar für den Antrieb des Fahrzeugs verwendet wird.

(29)

„Art des Antriebsenergiewandlers” bezeichnet i) einen Verbrennungsmotor, ii) eine elektrische Maschine oder iii) eine Brennstoffzelle.

(30)

„Energiespeichersystem” bezeichnet ein System, das Energie speichert und diese in der gleichen Form wie die Eingangsenergie abgibt.

(31)

„Antriebsenergiespeichersystem” bezeichnet ein Energiespeichersystem des Antriebsstrangs, das keine periphere Vorrichtung ist und dessen Ausgangsenergie unmittelbar oder mittelbar für den Antrieb des Fahrzeugs verwendet wird.

(32)

„Art des Antriebsenergiespeichersystems” bezeichnet i) ein Kraftstoffspeichersystem, ii) ein wiederaufladbares Speichersystem für elektrische Energie (REESS: rechargeable electric energy storage system) oder iii) ein wiederaufladbares Speichersystem für mechanische Energie.

(33)

„Energieform” bezeichnet i) elektrische Energie, ii) mechanische Energie oder iii) chemische Energie (einschließlich Kraftstoffe).

(34)

„Kraftstoffspeichersystem” bezeichnet ein Antriebsenergiespeichersystem, das chemische Energie in Form von flüssigem oder gasförmigem Kraftstoff speichert.

(35)

„Getriebe” bezeichnet eine Einrichtung, die Drehmoment und Drehzahl in einem festgelegten Verhältnis für jeden Gang verändert und die auch aus schaltbaren Gängen bestehen kann.

(36)

„Gangnummer” bezeichnet die Nummer der verschiedenen schaltbaren Vorwärtsgänge in einem Getriebe mit bestimmten Übersetzungsverhältnissen. Der schaltbare Gang mit dem höchsten Übersetzungsverhältnis erhält die Nummer 1; die Nummer wird für jeden Gang in absteigender Reihenfolge der Übersetzungsverhältnisse um den Wert 1 erhöht.

(37)

„Getriebeübersetzung” bezeichnet bei Vorwärtsgängen das Verhältnis zwischen der Drehzahl der Eingangswelle (zum primären Antriebsenergieumwandler) zur Drehzahl der Ausgangswelle (zu den Antriebsrädern) ohne Schlupf.

(38)

„Hochenergie-Batteriesystem” ( „HEBS” ) bezeichnet ein Batteriesystem oder ein repräsentatives Batterie-Teilsystem, bei dem das numerische Verhältnis zwischen dem vom Bauteilhersteller angegebenen maximalen Entladestrom in A bei einem Ladezustand von 50 % gemäß Nummer 5.4.2.3.2 und der elektrischen Nennladeleistung in Ah bei einer Entladerate von 1 C bei RT kleiner 10 ist.

(39)

„Hochleistungsbatteriesystem” ( „HPBS” : high-power battery system) bezeichnet ein Batteriesystem oder ein repräsentatives Batterie-Teilsystem, bei dem das numerische Verhältnis zwischen dem vom Bauteilhersteller angegebenen maximalen Entladestrom in A bei einem Ladezustand von 50 % gemäß Nummer 5.4.2.3.2 und der elektrischen Nennladeleistung in Ah bei einer Entladerate von 1 C bei RT gleich oder höher 10 ist.

(40)

„integriertes elektrisches Antriebsstrangbauteil” ( „IEPC” : integrated electric powertrain component) bezeichnet ein kombiniertes System aus einem elektrischen Maschinensystem und der Funktionalität eines Ein- oder Mehrganggetriebe oder eines Differenzials oder beidem, das durch mindestens eines der folgenden Merkmale gekennzeichnet ist:

—

gemeinsames Gehäuse von mindestens zwei Bauteilen;

—

gemeinsamer Schmierkreislauf von mindestens zwei Bauteilen;

—

gemeinsamer Kühlkreislauf von mindestens zwei Bauteilen;

—

gemeinsame elektrische Verbindung von mindestens zwei Bauteilen.

Ein IEPC muss zusätzlich den folgenden Kriterien entsprechen:

—

Es darf nur über Ausgangswellen zu den angetriebenen Rädern des Fahrzeugs verfügen und nicht über Eingangswellen für die Zuführung des Antriebsmoments in das System.

—

Ist mehr als ein elektrisches Maschinensystem Teil des IEPC, so müssen alle elektrischen Maschinen für alle gemäß diesem Anhang durchgeführten Prüfläufe an eine einzige Gleichstromquelle angeschlossen sein.

—

Ist die Funktion eines mehrstufigen Getriebes enthalten, so darf es nur einzelne Gangstufen geben.

(41)

IEPC vom Konstruktionstyp „Radmotor” bezeichnet ein IEPC mit entweder einer oder zwei direkt mit der (den) Radnabe(n) verbundenen Ausgangswellen, wobei für die Zwecke dieses Anhangs zwischen zwei Konfigurationen zu unterscheiden ist:

—

Konfiguration „L” : Bei einer Ausgangswelle wird dasselbe Bauteil zweimal in symmetrischer Anwendung installiert (d. h. einmal auf der linken und einmal auf der rechten Seite des Fahrzeugs in derselben Radposition in Längsrichtung).

—

Konfiguration „T” : Bei zwei Ausgangswellen wird nur ein Bauteil installiert, wobei eine Ausgangswelle auf der linken und die andere auf der rechten Seite des Fahrzeugs in derselben Radposition in Längsrichtung angeschlossen wird.

(42)

„Integriertes Hybridelektrofahrzeug-Antriebsstrangbauteil vom Typ 1” „IHPC Typ 1” – IHPC: integrated hybrid powertrain component) bezeichnet ein kombiniertes System mehrerer elektrischer Maschinensysteme zusammen mit der Funktionalität eines Mehrganggetriebes, das durch ein gemeinsames Gehäuse aller Bauteile und mindestens eines der folgenden Merkmale gekennzeichnet ist:

—

gemeinsamer Schmierkreislauf von mindestens zwei Bauteilen;

—

gemeinsamer Kühlkreislauf von mindestens zwei Bauteilen;

—

gemeinsame elektrische Verbindung von mindestens zwei Bauteilen.

Ein IHPC Typ 1 muss zusätzlich den folgenden Kriterien entsprechen:

—

Es darf nur über eine Eingangswelle für die Zuführung des Antriebsmoments in das System und nur eine Ausgangswelle zu den angetriebenen Rädern des Fahrzeugs verfügen.

—

Für alle gemäß diesem Anhang durchgeführten Prüfläufe dürfen nur einzelne Gangstufen verwendet werden.

—

Es muss den Betrieb des Antriebsstrangs als Parallelhybrid ermöglichen (mindestens in einer bestimmten Betriebsart, die für alle gemäß diesem Anhang durchgeführten Prüfläufe verwendet wird).

—

Es muss bei der Getriebeprüfung gemäß Anhang VI bei abgeschalteter Stromversorgung (siehe Nummer 4.4.1.2 Buchstabe b) geprüft werden können.

—

Alle elektrischen Maschinen müssen für alle gemäß diesem Anhang durchgeführten Prüfläufe an eine einzige Gleichstromquelle angeschlossen sein.

—

Das Getriebeteil im IHPC Typ 1 darf bei allen gemäß diesem Anhang durchgeführten Prüfläufen nicht als stufenloses Getriebe betrieben werden.

—

Ein IHPC Typ 1 darf keinen hydrodynamischen Drehmomentwandler umfassen.

(43)

„Interner Verbrennungsmotor” ( „ICE” : internal combustion engine) bezeichnet einen Energiewandler mit intermittierender oder kontinuierlicher Oxidation von brennbarem Kraftstoff, der chemische in mechanische Energie und umgekehrt umwandelt.

(44)

„Wechselrichter” bezeichnet einen elektrischen Energiewandler, der elektrischen Gleichstrom in ein- oder mehrphasigen Wechselstrom umwandelt.

(45)

„Periphere Vorrichtung” bezeichnet eine Energie verbrauchende, umwandelnde, speichernde oder liefernde Vorrichtung, bei der die Energie nicht direkt oder indirekt für den Fahrzeugantrieb verwendet wird, die aber unverzichtbar für den Betrieb des Antriebsstrangs ist und deshalb als dem Antriebsstrang zugehörig betrachtet wird.

(46)

„Antriebsstrang” bezeichnet die gesamte Kombination in einem Fahrzeug aus Antriebsenergiespeichersystemen, Antriebsenergiewandlern und Abtriebsstrang, die an den Rädern die mechanische Energie für den Fahrzeugantrieb liefert, einschließlich peripherer Vorrichtungen.

(47)

„Nennkapazität” bezeichnet die Gesamtzahl der Amperestunden, die einer voll aufgeladenen Batterie entnommen werden können; sie wird gemäß Nummer 5.4.1.3 ermittelt.

(48)

„Nenndrehzahl” bezeichnet die höchste Drehzahl des elektrischen Maschinensystems, bei der das maximale Gesamtdrehmoment auftritt.

(49)

„Raumtemperatur” ( „RT” ) bezeichnet, dass die Umgebungsluft im Inneren der Prüfzelle eine Temperatur von 25 °C ± 10 °C aufweisen muss.

(50)

„Ladezustand” ( „SOC” : state of charge) bezeichnet die in einem Batteriesystem gespeicherte verfügbare elektrische Ladung, ausgedrückt als Prozentsatz seiner Nennkapazität gemäß Nummer 5.4.1.3 (wobei 0 % leer und 100 % voll aufgeladen bedeutet).

(51)

„Prüfling ( „UUT” : unit under test) bezeichnet das elektrische Maschinensystem, das IEPC oder das IHPC Typ 1, das tatsächlich zu prüfen ist.

(52)

„Batterie-UUT” bezeichnet das Batteriesystem oder das repräsentative Batterie-Teilsystem, das tatsächlich zu prüfen ist.

(53)

„Kondensator-UUT” bezeichnet das Kondensatorsystem oder das repräsentative Kondensator-Teilsystem, das tatsächlich zu prüfen ist.

Verzeichnis der in diesem Anhang verwendeten Abkürzungen:

AC

Wechselstrom (alternating current)

DC

Gleichstrom (direct current)

DCIR

Gleichstrom-Innenwiderstand (direct current internal resistance)

EMS

elektrisches Maschinensystem

OCV

Leerlaufspannung (open circuit voltage)

SC

Standardzyklus (standard cycle)

3.

Allgemeine Anforderungen

Die Anlagen des Kalibrierlabors müssen den Anforderungen der IATF 16949, der ISO-9000-Reihen oder der ISO/IEC 17025 entsprechen. Sämtliche Laboreinrichtungen für Referenzmessungen, die zur Kalibrierung und/oder Überprüfung verwendet werden, müssen auf nationale und internationale Prüfnormen zurückführbar sein.

3.1.

Technische Vorgaben für Messeinrichtungen

Die Messeinrichtungen müssen den folgenden Anforderungen im Hinblick auf die Genauigkeit entsprechen:

Tabelle 1

Anforderungen an Messsysteme

Messsystem	Genauigkeit(1)
Drehgeschwindigkeit	0,5 % des Anzeigewertes des Analysegeräts oder 0,1 % der max. Kalibrierung(2) für die Drehzahl; es gilt der jeweils größere Wert
Drehmoment	0,6 % des Anzeigewertes des Analysegeräts oder 0,3 % der max. Kalibrierung(2) oder 0,5 Nm des Drehmoments; es gilt der jeweils größere Wert
Stromstärke	0,5 % des Anzeigewertes des Analysegeräts oder 0,25 % der max. Kalibrierung(2) oder 0,5 A; es gilt der jeweils größere Wert
Spannung	0,5 % des Anzeigewertes des Analysegeräts oder 0,25 % der max. Kalibrierung(2) für die Spannung; es gilt der jeweils größere Wert
Temperatur	1,5 K

Eine Mehrpunktkalibrierung ist zulässig, d. h. ein Messsystem darf bis zu einem Nennwert kalibriert werden, der geringer ist als die Kapazität des Messsystems.

3.2.

Datenaufzeichnung

Alle Messdaten mit Ausnahme der Temperatur sind mit einer Frequenz von mindestens 100 Hz zu messen und aufzuzeichnen. Für die Temperatur ist eine Messfrequenz von mindestens 10 Hz ausreichend. Eine Signalfilterung kann in Absprache mit der Genehmigungsbehörde angewandt werden. Aliasing-Effekte jeglicher Art sind zu vermeiden.

4.

Prüfung von elektrischen Maschinensystemen, IEPC und IHPC Typ 1

4.1.

Prüfbedingungen

Der Prüfling muss eingebaut sein, und die Messgrößen Strom, Spannung, elektrische Leistung des Wechselrichters, Drehzahl und Drehmoment sind gemäß Abbildung 1 und Nummer 4.1.1 zu bestimmen.

Abbildung 1

4.1.1.

Gleichungen für Leistungszahlen

Die Leistungszahlen werden gemäß den folgenden Gleichungen berechnet:

4.1.1.1.

Wechselrichterleistung

Die elektrische Leistung des Wechselrichters (oder gegebenenfalls des Gleichstromwandlers) ist gemäß der folgenden Gleichung zu berechnen: P_{INV_in} = V_{INV_in} × I_{INV_in} Dabei gilt:

P_{INV_in}

ist die elektrische Leistung des Wechselrichters zum oder vom Wechselrichter (oder gegebenenfalls zum oder vom Gleichstromwandler) auf der Gleichstromseite des Wechselrichters (bzw. auf der Seite der Gleichstromquelle des Gleichstromwandlers) [W]

V_{INV_in}

ist die Spannung am Wechselrichter (oder gegebenenfalls am Gleichstromwandler) auf der Gleichstromseite des Wechselrichters (bzw. auf der Seite der Gleichstromquelle des Gleichstromwandlers) [V]

I_{INV_in}

ist der Strom am Wechselrichter (oder gegebenenfalls am Gleichstromwandler) auf der Gleichstromseite des Wechselrichters (bzw. auf der Seite der Gleichstromquelle des Gleichstromwandlers) [A]

Bei einem Mehrfachanschluss des Wechselrichters/der Wechselrichter (oder gegebenenfalls des Gleichstromwandlers/der Gleichstromwandler) an die elektrische Gleichstromquelle gemäß der Definition in Nummer 4.1.3 ist die Gesamtsumme aller verschiedenen elektrischen Wechselrichterleistungen zu messen.

4.1.1.2.

mechanische Leistung

Die mechanische Ausgangsleistung des Prüflings ist gemäß der folgenden Gleichung zu berechnen:P UUT_out2 π60 T UUT n Dabei gilt:

P_{UUT_out}

ist die mechanische Ausgangsleistung des Prüflings [W]

T_UUT

ist das Drehmoment des Prüflings [Nm]

n

ist die Drehzahl des Prüflings [min^–1]

Bei einem elektrischen Maschinensystem sind Drehmoment und Drehzahl an der rotierenden Welle zu messen. Bei einem IEPC sind das Drehmoment und die Drehzahl an der Ausgangsseite des Getriebes oder, wenn auch ein Differenzial vorhanden ist, an der (den) Ausgangsseite(n) des Differenzials zu messen. Für ein IEPC mit integriertem Differenzial können die Ausgangsdrehmomentmesseinrichtungen entweder auf beiden Ausgangsseiten oder nur auf einer der Ausgangsseiten installiert werden. Bei Prüfanordnungen mit nur einem Prüfstand an der Ausgangsseite muss das frei drehende Ende des IEPC mit integriertem Differenzial drehbar mit dem anderen Ende an der Ausgangsseite verriegelt werden (z. B. durch eine aktivierte Differenzialsperre oder durch eine andere mechanische Differenzialsperre, die nur für die Messung eingesetzt wird). Bei einem IEPC vom Konstruktionstyp „Radmotor” kann entweder ein einzelnes Bauteil oder zwei solcher Bauteile gemessen werden. Werden zwei solcher Bauteile gemessen, so gelten je nach Konfiguration die folgenden Bestimmungen:

—

Bei der Konfiguration „L” sind Drehmoment und Drehzahl auf der Ausgangsseite des Getriebes zu messen. In diesem Fall ist der Eingabeparameter „NrOfDesignTypeWheelMotorMeasured” auf 1 zu setzen.

—

Bei der Konfiguration „T” können die Ausgangsdrehmomentmesseinrichtungen entweder auf beiden Ausgangswellen oder nur auf einer der Ausgangswellen installiert werden.

(a)

Sind die Ausgangsdrehmomentmesseinrichtungen auf beiden Ausgangswellen installiert, so gelten die folgenden Bestimmungen:

—

Die Drehmomentwerte beider Ausgangswellen sind praktisch in der Prüfstandsdatenverarbeitung oder Datennachbearbeitung zu summieren.

—

Die Drehzahlwerte beider Ausgangswellen sind praktisch bei der Prüfstandsdatenverarbeitung oder -nachbearbeitung zu mitteln.

—

In diesem Fall ist der Eingabeparameter „NrOfDesignTypeWheelMotorMeasured” auf 2 zu setzen.

(b)

Ist eine Ausgangsdrehmomentmesseinrichtung nur auf einer der Ausgangswellen installiert, so gelten die folgenden Bestimmungen:

—

Drehmoment und Drehzahl werden auf der Ausgangsseite des Getriebes gemessen.

—

In diesem Fall ist der Eingabeparameter „NrOfDesignTypeWheelMotorMeasured” auf 1 zu setzen.

4.1.2.

Einfahren

Auf Ersuchen des Antragstellers kann der Prüfling einem Einfahrverfahren unterzogen werden. Folgende Bestimmungen gelten für ein Einfahrverfahren:

—

Die Gesamtlaufzeit für das optionale Einfahren und die Messung eines Prüflings (die Radenden ausgenommen) darf 120 Stunden nicht übersteigen.

—

Für das Einfahrverfahren darf ausschließlich ab Werk eingefülltes Öl verwendet werden. Das für das Einfahren benutzte Öl kann auch für die Prüfung gemäß Nummer 4.2 verwendet werden.

—

Drehzahl- und Drehmomentverlauf für das Einfahrverfahren werden vom Bauteilhersteller festgelegt.

—

Das Einfahrverfahren ist vom Bauteilhersteller im Hinblick auf Laufzeit, Drehzahl, Drehmoment und Öltemperatur zu dokumentieren und der Genehmigungsbehörde mitzuteilen.

—

Die Anforderungen bezüglich Öltemperatur (Nummer 4.1.8.1), Messgenauigkeit (Nummer 3.1) und Prüfanordnung (Nummern 4.1.3 bis 4.1.7) gelten nicht für das Einfahrverfahren.

4.1.3.

Stromversorgung des Wechselrichters

Die Stromversorgung des Wechselrichters (oder gegebenenfalls des Gleichstromwandlers) muss einer Gleichstrom-Konstantspannungs-Stromversorgung entsprechen, die geeignet ist, dem Wechselrichter (oder gegebenenfalls dem Gleichstromwandler) bei der maximalen (mechanischen oder elektrischen) Leistung des Prüflings für die Dauer der Prüfläufe gemäß diesem Anhang eine angemessene elektrische Leistung zuzuführen bzw. von diesem aufzunehmen. Die Gleichstrom-Eingangsspannung zum Wechselrichter (oder gegebenenfalls zum Gleichstromwandler) muss während aller Zeiträume, in denen tatsächliche Messdaten aufgezeichnet werden, die als Grundlage für die Bestimmung der Eingabedaten für das Simulationsinstrument dienen, in einem Bereich von ±2 % des vorgeschriebenen Zielwerts für die Gleichstrom-Eingangsspannung des Prüflings liegen. In Tabelle 2 Nummer 4.2 ist festgelegt, welche Prüfläufe bei welcher Spannung durchgeführt werden müssen. Für die durchzuführenden Messungen sind zwei verschiedene Spannungen definiert:

—

V_min,Test ist der Zielwert der Gleichstrom-Eingangsspannung zum Prüfling, der der Mindestspannung für unbegrenzte Betriebsfähigkeit entspricht.

—

V_max,Test ist der Zielwert der Gleichstrom-Eingangsspannung zum Prüfling, der der Höchstspannung für unbegrenzte Betriebsfähigkeit entspricht.

4.1.4.

Einrichtung und Verkabelung

Alle Verkabelungen, Abschirmungen, Halterungen usw. müssen den vom Hersteller/von den Herstellern der verschiedenen Bauteile des Prüflings angegebenen Bedingungen entsprechen.

4.1.5.

Kühlsystem

Die Temperatur aller Teile des elektrischen Maschinensystems muss während der gesamten Betriebszeit aller nach diesem Anhang durchgeführten Prüfläufe innerhalb des vom Bauteilhersteller zugelassenen Bereichs liegen. Für IEPC und IHPC Typ 1 umfasst dies auch alle anderen Bauteile wie Getriebe und Achsen, die Teil des IEPC oder IHPC Typ 1 sind.

4.1.5.1.

Kühlleistung während der Prüfläufe

Für alle gemäß Nummer 4.2 durchgeführten Prüfläufe mit Ausnahme des EPMC gemäß Nummer 4.2.6 muss der Bauteilhersteller die Anzahl der verwendeten Kühlkreisläufe mit Anschluss an einen externen Wärmetauscher angeben. Für jeden dieser Kreisläufe mit Anschluss an einen externen Wärmetauscher sind die folgenden Parameter am Eintritt des jeweiligen Kühlkreislaufs des Prüflings anzugeben:

—

der maximale Kühlmittelmassenstrom oder der maximale Eingangsdruck gemäß den Angaben des Bauteilherstellers;

—

die höchstzulässigen Kühlmitteltemperaturen gemäß den Angaben des Bauteilherstellers;

—

die maximal verfügbare Kühlleistung auf dem Prüfstand.

Diese angegebenen Werte sind im Beschreibungsbogen für das jeweilige Bauteil zu dokumentieren. Die folgenden tatsächlichen Werte müssen unter den angegebenen Höchstwerten bleiben und zusammen mit den Prüfdaten für alle gemäß Nummer 4.2 durchgeführten Prüfläufe mit Ausnahme des EPMC gemäß Nummer 4.2.6 für jeden Kühlkreislauf mit Anschluss an einen externen Wärmetauscher aufgezeichnet werden:

—

Kühlmitteldurchsatz bzw. -massendurchsatz;

—

Kühlmitteltemperatur am Eintritt des Kühlkreislaufs des Prüflings;

—

Kühlmitteltemperatur am Ein- und Austritt des Prüfstands-Wärmetauschers auf der Seite des Prüflings.

Bei allen gemäß Nummer 4.2 durchgeführten Prüfläufen muss die Mindesttemperatur des Kühlmittels am Einlass des Kühlkreislaufs des Prüflings bei Flüssigkeitskühlung 25 °C betragen. Werden für die Prüfung nach diesem Anhang andere Flüssigkeiten als die regulären Kühlflüssigkeiten verwendet, so dürfen diese die vom Bauteilhersteller festgelegten Temperaturgrenzen nicht überschreiten. Bei Flüssigkeitskühlung ist die maximal verfügbare Kühlleistung auf dem Prüfstand auf der Grundlage des Kühlmittelmassendurchsatzes, der Temperaturdifferenz über dem Prüfstand-Wärmetauscher auf der Seite des Prüflings und der spezifischen Wärmekapazität des Kühlmittels zu bestimmen. Ein zusätzlicher Ventilator zur aktiven Kühlung der Bauteile des Prüflings ist im Prüfaufbau nicht zulässig.

4.1.6.

Wechselrichter

Der Wechselrichter muss in der gleichen Betriebsart und mit den gleichen Einstellungen betrieben werden, wie sie vom Bauteilhersteller für die tatsächlichen Einsatzbedingungen im Fahrzeug angegeben wurden.

4.1.7.

Umgebungsbedingungen in der Prüfzelle

Alle Prüfungen sind bei einer Umgebungstemperatur in der Prüfzelle von 25 °C ± 10 °C durchzuführen. Die Umgebungstemperatur ist in einem Abstand von 1 m zum Prüfling zu messen.

4.1.8.

Schmieröl für IEPC oder IHPC Typ 1

Schmieröl muss den Bestimmungen gemäß den Nummern 4.1.8.1 bis 4.1.8.4 entsprechen. Diese Bestimmungen gelten nicht für EM-Systeme.

4.1.8.1.

Öltemperaturen

Die Öltemperaturen sind in der Mitte des Ölsumpfs oder an einer anderen geeigneten Stelle nach den allgemein anerkannten Regeln der Technik zu messen. Erforderlichenfalls kann ein Hilfsregelsystem nach Absatz 4.1.8.4 genutzt werden, um die Temperaturen innerhalb der vom Bauteilhersteller angegebenen Grenzen zu halten. Bei externer Ölkonditionierung, die nur zu Prüfzwecken hinzugefügt wird, kann die Öltemperatur in der vom Gehäuse des Prüflings zum Konditioniersystem verlaufenden Auslassleitung in einem Bereich von 5 cm unterhalb des Auslasses gemessen werden. In beiden Fällen darf die Öltemperatur den vom Bauteilhersteller angegebenen Temperaturgrenzwert nicht überschreiten. Der Typgenehmigungsbehörde ist eine solide technische Begründung vorzulegen, aus der hervorgeht, dass das externe Ölkonditionierungssystem nicht der Verbesserung der Effizienz des Prüflings dient. Bei Ölkreisläufen, die weder Teil des Kühlkreislaufs von Bauteilen des elektrischen Maschinensystems noch mit diesem verbunden sind, darf die Temperatur 70 °C nicht überschreiten.

4.1.8.2.

Ölqualität

Für die Messung sind nur vom Bauteilhersteller des Prüflings empfohlene ab Werk eingefüllte Öle zu verwenden.

4.1.8.3.

Ölviskosität

Sind verschiedene Öle für die ab Werk eingefüllten Öle angegeben, so muss der Bauteilhersteller für die im Zusammenhang mit der Zertifizierung vorzunehmenden Messungen des Prüflings ein Öl wählen, dessen kinematische Viskosität (KV) bei gleicher Temperatur innerhalb eines Bereichs von ±10 % der kinematischen Viskosität des Öls mit der höchsten Viskosität (innerhalb des angegebenen Toleranzbereichs für KV100) liegt.

4.1.8.4.

Ölstand und Konditionierung

Der Ölstand bzw. die Füllmenge muss innerhalb der in den Wartungsvorschriften des Bauteilherstellers festgelegten Höchst- und Mindestwerte liegen. Ein externes Ölkonditionierungs- und Filtersystem ist erlaubt. Das Gehäuse des Prüflings darf für den Einbau des Ölkonditionierungssystems verändert werden. Das Ölkonditionierungssystem darf entsprechend den allgemein anerkannten Regeln der Technik nicht in einer Weise eingebaut werden, dass die Ölstände des Prüflings verändert werden könnten, um so die Effizienz zu steigern oder Antriebsdrehmomente zu erzeugen.

4.1.9.

Vorzeichenkonventionen

4.1.9.1.

Drehmoment und Leistung

Die Messwerte für Drehmoment und Leistung haben ein positives Vorzeichen, wenn der Prüfling den Prüfstand antreibt, und ein negatives Vorzeichen, wenn der Prüfling den Prüfstand abbremst (d. h. wenn der Prüfstand den Prüfling antreibt).

4.1.9.2.

Stromstärke

Die Messwerte für die Stromstärke haben ein positives Vorzeichen, wenn der Prüfling der Stromversorgung des Wechselrichters (oder gegebenenfalls des Gleichstromwandlers) elektrische Leistung entnimmt, und ein negatives Vorzeichen, wenn der Prüfling dem Wechselrichter (oder gegebenenfalls dem Gleichstromwandler) und der Stromversorgung elektrische Leistung zuführt.

4.2.

Durchzuführende Prüfläufe

In Tabelle 2 sind alle Prüfläufe aufgeführt, die zum Zweck der Zertifizierung einer nach Anlage 13 definierten bestimmten Familie elektrischer Maschinensysteme oder IEPC-Familie durchzuführen sind. Der Zyklus der Abbildung der elektrischen Leistung (EPMC: electric power mapping cycle) gemäß Nummer 4.2.6 und die Schleppkurve gemäß Nummer 4.2.3 entfallen für alle anderen Mitglieder außer dem Stamm der Familie. Wird auf Antrag des Bauteilherstellers Artikel 15 Absatz 5 dieser Verordnung angewandt, so sind der EPMC gemäß Nummer 4.2.6 und die Schleppkurve gemäß Nummer 4.2.3 zusätzlich für die betreffende elektrische Maschine oder das betreffende IEPC vorzunehmen.

Tabelle 2

Übersicht der durchzuführenden Prüfläufe für elektrische Maschinensysteme oder IEPC

Prüflauf	Verweis: Nummer	Für Prüflauf erforderliche Spannung (gemäß Nummer 4.1.3)	Prüflauf für Stamm erforderlich	Prüflauf für andere Mitglieder der Familie erforderlich
Maximale und minimale Drehmomentgrenzen	4.2.2.	Vmin,Test und Vmax,Test	ja	ja
Schleppkurve	4.2.3.	Entweder Vmin,Test oder Vmax,Test	ja	nein
Maximales Dauerdrehmoment über 30 Minuten	4.2.4.	Vmin,Test und Vmax,Test	ja	ja
Überlasteigenschaften	4.2.5.	Vmin,Test und Vmax,Test	ja	ja
EPMC	4.2.6.	Vmin,Test und Vmax,Test	ja	nein

4.2.1.

Allgemeine Bestimmungen

Die Messung muss so durchgeführt werden, dass alle Temperaturen des Prüflings während der Prüfung innerhalb der vom Bauteilhersteller festgelegten Grenzwerte bleiben. Alle Prüfungen müssen mit einer De-Rating-Funktion durchgeführt werden, die von den Temperaturgrenzen des elektrischen Maschinensystems abhängt und vollständig aktiviert ist. Beeinflussen zusätzliche Parameter anderer Systeme, die sich außerhalb der Grenzen des elektrischen Maschinensystems befinden, das De-Rating-Verhalten bei Anwendungen im Fahrzeug, so sind diese zusätzlichen Parameter bei allen nach diesem Anhang durchgeführten Prüfläufen nicht zu berücksichtigen. Vorbehaltlich anders lautender Angaben beziehen sich bei einem elektrischen Maschinensystem alle angegebenen Drehmoment- und Drehzahlwerte auf die rotierende Welle der elektrischen Maschine. Vorbehaltlich anders lautender Angaben müssen sich bei einem IEPC alle angegebenen Drehmoment- und Drehzahlwerte auf die Ausgangsseite des Getriebes oder, wenn auch ein Differenzial vorhanden ist, auf die Ausgangsseite des Differenzials beziehen.

4.2.2.

Prüfung der maximalen und minimalen Grenzwerte für das Drehmoment

Bei der Prüfung werden die maximalen und minimalen Drehmomenteigenschaften des Prüflings gemessen, um die angegebenen Begrenzungen des Systems zu überprüfen. Bei IEPC mit mehrstufigem Getriebe ist die Prüfung nur für den Gang durchzuführen, dessen Übersetzungsverhältnis einem Verhältnis von 1 am nächsten kommt. Kommen die Übersetzungsverhältnisse zweier Gänge dem Übersetzungsverhältnis von 1 gleich nah, so ist die Prüfung nur für den Gang mit dem höheren Übersetzungsverhältnis durchzuführen.

4.2.2.1.

Angabe von Werten durch den Bauteilhersteller

Der Bauteilhersteller muss vor der Prüfung die Werte für das maximale und minimale Drehmoment des Prüflings in Abhängigkeit von der Drehzahl des Prüflings zwischen 0 U/min und der maximalen Betriebsdrehzahl des Prüflings angeben. Diese Angabe ist für jede der beiden Spannungen V_min,Test und V_max,Test. gesondert zu machen.

4.2.2.2.

Überprüfung der maximalen Grenzwerte für das Drehmoment

Der Prüfling muss bis zum Beginn des Prüflaufs mindestens zwei Stunden lang bei einer Umgebungstemperatur von 25 ±10 °C konditioniert werden (d. h. ohne Betrieb des Systems). Wenn diese Prüfung direkt im Anschluss an einen anderen Prüflauf nach diesem Anhang durchgeführt wird, kann die Konditionierung für mindestens zwei Stunden entfallen oder verkürzt werden, solange der Prüfling in der Prüfzelle verbleibt und die Umgebungstemperatur in der Prüfzelle innerhalb von 25 ±10 °C gehalten wird. Unmittelbar vor Beginn der Prüfung muss der Prüfling drei Minuten lang auf dem Prüfstand laufen, wobei die abgegebene Leistung 80 % der Höchstleistung bei der vom Bauteilhersteller empfohlenen Drehzahl beträgt. Das Ausgangsdrehmoment und die Drehzahl des Prüflings müssen bei mindestens zehn verschiedenen Drehzahlen gemessen werden, um die Kurve des maximalen Drehmoments zwischen der niedrigsten und der höchsten Drehzahl korrekt zu bestimmen. Als niedrigster Sollwert für die Drehzahl ist vom Bauteilhersteller eine Drehzahl anzugeben, die höchstens 2 % der vom Bauteilhersteller gemäß Nummer 4.2.2.1 angegebenen maximalen Betriebsdrehzahl des Prüflings beträgt. Lässt der Prüfaufbau den Betrieb des Systems mit einem so niedrigen Sollwert für die Drehzahl nicht zu, so ist vom Bauteilhersteller als niedrigster Sollwert für die Drehzahl die niedrigste Drehzahl anzugeben, die mit dem spezifischen Prüfaufbau realisiert werden kann. Der höchste Sollwert für die Drehzahl muss der vom Bauteilhersteller gemäß Nummer 4.2.2.1 angegebenen maximalen Betriebsdrehzahl des Prüflings entsprechen. Die verbleibenden acht oder mehr unterschiedlichen Drehzahlsollwerte müssen zwischen dem niedrigsten und dem höchsten Drehzahlsollwert liegen und sind vom Bauteilhersteller anzugeben. Der Abstand zwischen zwei benachbarten Drehzahlsollwerten darf nicht größer als 15 % der vom Bauteilhersteller angegebenen maximalen Betriebsdrehzahl des Prüflings sein. Alle Betriebspunkte sind für eine Betriebsdauer von mindestens drei Sekunden zu halten. Ausgangsdrehmoment und Drehzahl des Prüflings sind als Durchschnittswert der letzten Sekunde der Messung aufzuzeichnen. Die gesamte Prüfung ist innerhalb von fünf Minuten abzuschließen.

4.2.2.3.

Überprüfung der minimalen Grenzwerte für das Drehmoment

Der Prüfling muss bis zum Beginn des Prüflaufs mindestens zwei Stunden lang bei einer Umgebungstemperatur von 25 ±10 °C konditioniert werden (d. h. ohne Betrieb des Systems). Wenn diese Prüfung direkt im Anschluss an einen anderen Prüflauf nach diesem Anhang durchgeführt wird, kann die Konditionierung für mindestens zwei Stunden entfallen oder verkürzt werden, solange der Prüfling in der Prüfzelle verbleibt und die Umgebungstemperatur in der Prüfzelle innerhalb von 25 ±10 °C gehalten wird. Unmittelbar vor Beginn der Prüfung muss der Prüfling drei Minuten lang auf dem Prüfstand laufen, wobei die abgegebene Leistung 80 % der Höchstleistung bei der vom Bauteilhersteller empfohlenen Drehzahl beträgt. Ausgangsdrehmoment und Drehzahl des Prüflings sind bei denselben Drehzahlen zu messen, wie sie in Nummer 4.2.2.2 gewählt wurden. Alle Betriebspunkte sind für eine Betriebsdauer von mindestens drei Sekunden zu halten. Ausgangsdrehmoment und Drehzahl des Prüflings sind als Durchschnittswert der letzten Sekunde der Messung aufzuzeichnen. Die gesamte Prüfung ist innerhalb von fünf Minuten abzuschließen.

4.2.2.4.

Auswertung der Ergebnisse

Die vom Bauteilhersteller gemäß Nummer 4.2.2.1 angegebenen Werte für das maximale Drehmoment des Prüflings werden als endgültige Werte akzeptiert, wenn sie um nicht mehr als +2 % für das maximale Gesamtdrehmoment und +4 % an den anderen Messpunkten mit einer Toleranz von ±2 % für Drehzahlen aus den gemäß Nummer 4.2.2.2 gemessenen Werten abweichen. Überschreiten die vom Bauteilhersteller angegebenen Werte für das maximale Drehmoment die oben genannten Grenzwerte, so sind die tatsächlichen Messwerte als endgültige Werte zu verwenden. Sind die vom Bauteilhersteller gemäß Nummer 4.2.2.1 angegebenen Werte für das minimale Drehmoment niedriger als die gemäß Nummer 4.2.2.2 gemessenen Werte, so sind die vom Bauteilhersteller angegebenen Werte als endgültige Werte zu verwenden. Die vom Bauteilhersteller gemäß Nummer 4.2.2.1 angegebenen Werte für das minimale Drehmoment des Prüflings werden als endgültige Werte akzeptiert, wenn sie um nicht mehr als -2 % für das maximale Gesamtdrehmoment und -4 % an den anderen Messpunkten mit einer Toleranz von ±2 % für Drehzahlen aus den gemäß Nummer 4.2.2.3 gemessenen Werten abweichen. Überschreiten die vom Bauteilhersteller angegebenen Werte für das minimale Drehmoment die oben genannten Grenzwerte, so sind die tatsächlichen Messwerte als endgültige Werte zu verwenden. Liegen die vom Bauteilhersteller gemäß Nummer 4.2.2.1 angegebenen Werte für das minimale Drehmoment des Prüflings über den gemäß Abschnitt 4.2.2.3 gemessenen Werten, so sind die vom Bauteilhersteller angegebenen Werte als endgültige Werte zu verwenden.

4.2.3.

Prüfung der Schleppkurve

Bei der Prüfung werden die Schleppverluste des Prüflings gemessen, d. h. die mechanische und/oder elektrische Leistung, die notwendig ist, um das System bei einer bestimmten Drehzahl mithilfe externer Energiequellen zu drehen. Der Prüfling muss mindestens zwei Stunden lang bei einer Umgebungstemperatur von 25 ±10 °C konditioniert werden (d. h. ohne Betrieb des Systems). Wenn diese Prüfung direkt im Anschluss an einen anderen Prüflauf nach diesem Anhang durchgeführt wird, kann die Konditionierung für mindestens zwei Stunden entfallen oder verkürzt werden, solange der Prüfling in der Prüfzelle verbleibt und die Umgebungstemperatur in der Prüfzelle innerhalb von 25 ±10 °C gehalten wird. Unmittelbar vor Beginn der eigentlichen Prüfung muss der Prüfling drei Minuten lang auf dem Prüfstand laufen, wobei die abgegebene Leistung 80 % der Höchstleistung bei der vom Bauteilhersteller empfohlenen Drehzahl beträgt. Die eigentliche Prüfung wird nach einer der folgenden Optionen durchgeführt:

—

Option A: Die Ausgangswelle des Prüflings ist an eine Lastmaschine (d. h. einen Prüfstand) angeschlossen, und die Lastmaschine (d. h. der Prüfstand) treibt den Prüfling mit der Solldrehzahl an. Entweder die Stromversorgung des Wechselrichters (oder gegebenenfalls des Gleichstromwandlers) oder die Wechselstrom-Phasenkabel zwischen der elektrischen Maschine und dem Wechselrichter können inaktiv gesetzt oder getrennt werden.

—

Option B: Die Ausgangswelle des Prüflings ist nicht an eine Lastmaschine (d. h. einen Prüfstand) angeschlossen, und der Prüfling wird mit der Zieldrehzahl durch die dem Wechselrichter (oder gegebenenfalls dem Gleichstromwandler) zugeführte elektrische Energie betrieben.

—

Option C: Die Ausgangswelle des Prüflings ist an eine Lastmaschine (d. h. einen Prüfstand) angeschlossen, und der Prüfling wird mit der Zieldrehzahl entweder durch die Lastmaschine (d. h. den Prüfstand) oder durch die dem Wechselrichter (oder gegebenenfalls dem Gleichstromwandler) zugeführte elektrische Energie oder durch eine Kombination von beidem betrieben.

Die Prüfung ist mindestens mit denselben Drehzahlen durchzuführen, wie sie in Nummer 4.2.2.2 ausgewählt wurden, und es können weitere Betriebspunkte mit anderen Drehzahlen hinzugefügt werden. Alle Betriebspunkte sind für eine Betriebsdauer von mindestens 10 Sekunden zu halten, während deren die tatsächliche Drehzahl des Prüflings innerhalb von ±2 % des Drehzahlsollwerts liegen muss. Je nach gewählter Prüfoption sind die folgenden Werte als Durchschnittswerte der letzten fünf Sekunden der Messung aufzuzeichnen:

—

Für die Optionen B und C: elektrische Leistung zum Wechselrichter (oder gegebenenfalls zum Gleichstromwandler)

—

Für die Optionen A und C: das Drehmoment der Lastmaschine (d. h. Prüfstand) auf die Ausgangswelle(n) des UUT

—

Für alle Optionen: Drehzahl des Prüflings

Wenn es sich bei dem Prüfling um ein IEPC mit mehrstufigem Getriebe handelt, so ist die Prüfung für den Gang durchzuführen, dessen Übersetzungsverhältnis einem Verhältnis von 1 am nächsten kommt. Kommen die Übersetzungsverhältnisse zweier Gänge dem Übersetzungsverhältnis von 1 gleich nah, so ist die Prüfung nur für den Gang mit dem höheren Übersetzungsverhältnis durchzuführen. Darüber hinaus kann die Prüfung auch für alle anderen Vorwärtsgänge des IEPC durchgeführt werden, sodass für jeden Vorwärtsgang ein eigener Datensatz ermittelt wird.

4.2.4.

Prüfung des maximalen Dauerdrehmoments über 30 Minuten

Bei der Prüfung wird das maximale Dauerdrehmoment über 30 Minuten gemessen, das vom Prüfling im Durchschnitt über eine Dauer von 1800 Sekunden erreicht werden kann. Bei IEPC mit mehrstufigem Getriebe ist die Prüfung nur für den Gang durchzuführen, dessen Übersetzungsverhältnis einem Verhältnis von 1 am nächsten kommt. Kommen die Übersetzungsverhältnisse zweier Gänge dem Übersetzungsverhältnis von 1 gleich nah, so ist die Prüfung nur für den Gang mit dem höheren Übersetzungsverhältnis durchzuführen.

4.2.4.1.

Angabe von Werten durch den Bauteilhersteller

Der Bauteilhersteller muss vor der Prüfung die Werte für das maximale Dauerdrehmoment über 30 Minuten sowie die entsprechende Drehzahl angeben. Die Drehzahl muss in einem Bereich liegen, in dem die mechanische Leistung mehr als 90 % der maximalen Gesamtleistung beträgt, die aus den gemäß Nummer 4.2.2 für die jeweilige Spannung aufgezeichneten Grenzwerten für das maximale Drehmoment ermittelt wurde. Diese Angabe ist für jede der beiden Spannungen V_min,Test und V_max,Test. gesondert zu machen.

4.2.4.2.

Überprüfung des maximalen Dauerdrehmoments über 30 Minuten

Der Prüfling muss mindestens vier Stunden lang bei einer Umgebungstemperatur von 25 ±10 °C konditioniert werden (d. h. ohne Betrieb des Systems). Wenn diese Prüfung direkt im Anschluss an einen anderen Prüflauf nach diesem Anhang durchgeführt wird, kann die Konditionierung für mindestens vier Stunden entfallen oder verkürzt werden, solange der Prüfling in der Prüfzelle verbleibt und die Umgebungstemperatur in der Prüfzelle innerhalb von 25 ±10 °C gehalten wird. Der Prüfling ist mit dem Drehmoment- und Drehzahlsollwert zu betreiben, der dem vom Bauteilhersteller gemäß Nummer 4.2.4.1 angegebenen maximalen Dauerdrehmoment über 30 Minuten für eine Gesamtdauer von 1800 Sekunden entspricht. Das Ausgangsdrehmoment und die Drehzahl des Prüflings sowie die elektrische Leistung zum oder vom Wechselrichter (oder gegebenenfalls zum oder vom Gleichstromwandler) sind über diesen Zeitraum von 1800 Sekunden zu messen. Der im Zeitverlauf gemessene Wert für die mechanische Leistung muss innerhalb von ±5 % des vom Bauteilhersteller gemäß Nummer 4.2.4.1 angegebenen Wertes für die mechanische Leistung liegen, und die Drehzahl innerhalb von ±2 % des vom Bauteilhersteller gemäß Nummer 4.2.4.1 angegebenen Wertes. Das maximale Dauerdrehmoment über 30 Minuten ist der Mittelwert des Ausgangsdrehmoments während des Messzeitraums von 1800 Sekunden. Die entsprechende Drehzahl ist der Mittelwert der Drehzahl während des Messzeitraums von 1800 Sekunden.

4.2.4.3.

Auswertung der Ergebnisse

Die vom Bauteilhersteller gemäß Nummer 4.2.4.1 angegebenen Werte werden als endgültige Werte akzeptiert, wenn sie um nicht mehr als +4 % für das Drehmoment mit einer Toleranz von ±2 % für die Drehzahl von den nach Nummer 4.2.4.2 ermittelten Durchschnittswerten abweichen. Überschreiten die vom Bauteilhersteller angegebenen Werte die oben genannten Grenzwerte, so sind die Anforderungen nach den Nummern 4.2.4.1 bis 4.2.4.3 mit anderen Werten für das maximale Dauerdrehmoment über 30 Minuten und/oder die entsprechende Drehzahl zu wiederholen. Ist der vom Bauteilhersteller gemäß Nummer 4.2.4.1 angegebene Wert für das Drehmoment niedriger als der gemäß Nummer 4.2.4.2 mit einer Toleranz von ±2 % für die Drehzahl ermittelte Durchschnittswert für das Drehmoment, so sind die vom Bauteilhersteller angegebenen Werte als endgültige Werte zu verwenden. Zusätzlich wird der Durchschnitt der tatsächlich gemessenen elektrischen Leistung zum oder vom Wechselrichter (oder gegebenenfalls zum oder vom Gleichstromwandler) während des Messzeitraums von 1800 Sekunden berechnet. Zudem wird die durchschnittliche Dauerleistung von 30 Minuten anhand der endgültigen Werte für das maximale Dauerdrehmoment über 30 Minuten und der entsprechenden Durchschnittsdrehzahl berechnet.

4.2.5.

Prüfung der Überlasteigenschaften

Bei der Prüfung wird die Dauer der Fähigkeit des Prüflings zur Abgabe des maximalen Ausgangsdrehmoments gemessen, um die Überlasteigenschaften des Systems abzuleiten. Bei IEPC mit mehrstufigem Getriebe ist die Prüfung nur für den Gang durchzuführen, dessen Übersetzungsverhältnis einem Verhältnis von 1 am nächsten kommt. Kommen die Übersetzungsverhältnisse zweier Gänge dem Übersetzungsverhältnis von 1 gleich nah, so ist die Prüfung nur für den Gang mit dem höheren Übersetzungsverhältnis durchzuführen.

4.2.5.1.

Angabe von Werten durch den Bauteilhersteller

Der Bauteilhersteller muss vor der Prüfung den Wert für das maximale Ausgangsdrehmoment des Prüflings bei der für die Prüfung gewählten spezifischen Drehzahl sowie die entsprechende Drehzahl angeben. Die entsprechende Drehzahl muss dem Drehzahlsollwert entsprechen, der für die Messung gemäß Nummer 4.2.4.2 für die jeweilige Spannung verwendet wird. Der angegebene Wert für das maximale Ausgangsdrehmoment des Prüflings muss gleich oder größer sein als der Wert des maximalen Dauerdrehmoments über 30 Minuten, der gemäß Nummer 4.2.4.3 für die jeweilige Spannung ermittelt wurde. Darüber hinaus muss der Bauteilhersteller die Dauer t_{0_maxP}angeben, während der das maximale Ausgangsdrehmoment des Prüflings ausgehend von den in Nummer 4.2.5.2 genannten Bedingungen konstant erreicht werden kann. Diese Angabe ist für jede der beiden Spannungen V_min,Test und V_max,Test. gesondert zu machen.

4.2.5.2.

Überprüfung des maximalen Ausgangsdrehmoments

Der Prüfling muss mindestens zwei Stunden lang bei einer Umgebungstemperatur von 25 °C ±10 °C konditioniert werden (d. h. ohne Betrieb des Systems). Wenn diese Prüfung direkt im Anschluss an einen anderen Prüflauf nach diesem Anhang durchgeführt wird, kann die Konditionierung für mindestens zwei Stunden entfallen oder verkürzt werden, solange der Prüfling in der Prüfzelle verbleibt und die Umgebungstemperatur in der Prüfzelle innerhalb von 25 ±10 °C gehalten wird. Unmittelbar vor Beginn der Prüfung muss der Prüfling 30 Minuten lang mit 50 % des maximalen Dauerdrehmoments über 30 Minuten mit dem jeweiligen Drehmomentsollwert, der gemäß Nummer 4.2.4.3 ermittelt wurde, laufen. Der Prüfling ist dann mit dem Drehmoment- und Drehzahlsollwert zu betreiben, der dem vom Bauteilhersteller gemäß Nummer 4.2.5.1 angegebenen maximalen Ausgangsdrehmoment entspricht. Das Ausgangsdrehmoment und die Drehzahl des Prüflings sowie die Gleichstrom-Eingangsspannung zum Wechselrichter (oder gegebenenfalls zum Gleichstromwandler) und die elektrische Leistung zum oder vom Wechselrichter (oder gegebenenfalls zum oder vom Gleichstromwandler) sind über den vom Bauteilhersteller gemäß Nummer 4.2.5.1 angegebenen Zeitraum t_{0_maxP} zu messen.

4.2.5.3.

Auswertung der Ergebnisse

Die im Zeitverlauf aufgezeichneten Werte für das Drehmoment und die Drehzahl, die gemäß Abschnitt 4.2.5.2 gemessen wurden, werden akzeptiert, wenn sie um nicht mehr als +2 % für das Drehmoment und ±2 % für die Drehzahl von den Werten abweichen, die vom Bauteilhersteller gemäß Abschnitt 4.2.5.1 über den gesamten Zeitraum t_{0_maxP} angegeben wurden. Liegen die vom Bauteilhersteller angegebenen Werte außerhalb der im ersten Absatz dieser Nummer definierten Toleranzen, so sind die in den Nummern 4.2.5.1 und 4.2.5.2 sowie in dieser Nummer festgelegten Verfahren mit anderen Werten für das maximale Ausgangsdrehmoment des Prüflings und/oder die Dauer t_{0_maxP} zu wiederholen. Der Mittelwert der tatsächlichen Messwerte über den Zeitraum t_{0_maxP}, der für die verschiedenen Signale der Drehzahl, des Drehmoments und der Gleichstrom-Eingangsspannung zum Wechselrichter (oder gegebenenfalls zum Gleichstromwandler) berechnet wurde, ist als endgültiger Wert für die Charakterisierung des Überlastpunktes zu verwenden. Zusätzlich wird der Durchschnitt der tatsächlich gemessenen elektrischen Leistung zum oder vom Wechselrichter (oder gegebenenfalls zum oder vom Gleichstromwandler) während des Zeitraums t_{0_maxP} berechnet.

4.2.6.

EPMC-Prüfung

Bei der EPMC-Prüfung wird die elektrische Leistung zum oder vom Wechselrichter (oder gegebenenfalls zum oder vom Gleichstromwandler) für verschiedene Betriebspunkte des Prüflings gemessen.

4.2.6.1.

Vorkonditionierung

Der Prüfling muss mindestens zwei Stunden lang bei einer Umgebungstemperatur von 25 ±10 °C konditioniert werden (d. h. ohne Betrieb des Systems). Wenn diese Prüfung direkt im Anschluss an einen anderen Prüflauf nach diesem Anhang durchgeführt wird, kann die Konditionierung für mindestens zwei Stunden entfallen oder verkürzt werden, solange der Prüfling in der Prüfzelle verbleibt und die Umgebungstemperatur in der Prüfzelle innerhalb von 25 ±10 °C gehalten wird.

4.2.6.2.

Zu messende Betriebspunkte

Bei IEPC mit mehrstufigem Getriebe sind für jeden einzelnen Vorwärtsgang die Sollwerte für die Drehzahl gemäß Nummer 4.2.6.2.1 und für das Drehmoment gemäß Nummer 4.2.6.2.2 zu bestimmen. Die Sollwerte für ein eigenständiges elektrisches Maschinensystem oder ein IEPC ohne Schaltgetriebe sind gemäß den folgenden Bestimmungen festzulegen:

(a)

Als Sollwerte für die Drehzahl des Prüflings sind dieselben Sollwerte wie bei der Messung gemäß Nummer 4.2.2.2 für die jeweilige Spannung zu verwenden.

(b)

Zusätzlich zu den in Buchstabe a festgelegten Sollwerten ist der Drehzahlsollwert für das maximale Dauerdrehmoment über 30 Minuten gemäß Nummer 4.2.4.2 für die jeweilige Spannung zu verwenden.

(c)

Neben den Sollwerten in den Buchstaben a und b können weitere Drehzahlsollwerte festgelegt werden.

Bei einem IEPC mit mehrstufigem Getriebe ist für jeden einzelnen Vorwärtsgang ein eigener Datensatz von Sollwerten für die Drehzahl des Prüflings auf der Grundlage der folgenden Bestimmungen festzulegen:

(d)

Die nach den Buchstaben a bis c ermittelten Drehzahlsollwerte des Getriebes mit dem Übersetzungsverhältnis, das einem Verhältnis von 1 am nächsten kommt (kommen die Übersetzungsverhältnisse zweier Gänge dem Übersetzungsverhältnis von 1 gleich nah, so ist die Prüfung nur für den Gang mit dem höheren Übersetzungsverhältnis durchzuführen) (n_{k,gear_iCT1}) dienen als Grundlage für den weiteren Schritt in Buchstabe e.

(e)

Diese Drehzahlsollwerte sind gemäß der folgenden Gleichung in die entsprechenden Sollwerte für alle anderen Gänge umzurechnen:

n_k,gear = n_{k,gear_iCT1} × i_{gear_iCT1} / i_gear

Dabei gilt:

n_k,gear=

Drehzahlsollwert k für einen bestimmten Gang

(wobei k = 1, 2, 3, …, maximale Anzahl der Drehzahlsollwerte)

(wobei gear = 1, …, höchste Gangzahl)

n_{k,gear_iCT1}=

Drehzahlsollwert k für den Gang mit dem Übersetzungsverhältnis, das einem Verhältnis von 1 am nächsten kommt, gemäß Buchstabe d

(wobei k = 1, 2, 3, …, maximale Anzahl der Drehzahlsollwerte)

i_gear=

Übersetzungsverhältnis eines bestimmten Gangs [-]

(wobei gear = 1, …, höchste Gangzahl)

i_{gear_iCT1}=

Übersetzungsverhältnis des Gangs mit dem Übersetzungsverhältnis, das einem Verhältnis von 1 am nächsten kommt,

gemäß Buchstabe d [-]

Die Sollwerte für ein eigenständiges elektrisches Maschinensystem oder ein IEPC ohne Schaltgetriebe sind gemäß den folgenden Bestimmungen festzulegen:

(a)

Für die Messung sind mindestens zehn Sollwerte für das Drehmoment des Prüflings festzulegen, die sowohl auf der positiven Drehmomentseite (Antriebsdrehmoment) als auch auf der negativen Drehmomentseite (Bremsdrehmoment) liegen. Der niedrigste und der höchste Drehmomentsollwert sind auf der Grundlage der gemäß Nummer 4.2.2.4 für die jeweilige Spannung ermittelten Grenzwerte für das minimale und das maximale Drehmoment festzulegen, wobei der niedrigste Drehmomentsollwert dem minimalen Gesamtdrehmoment (T_{min_overall}) und der höchste Drehmomentsollwert dem maximale Gesamtdrehmoment (T_{max_overall}), wie jeweils anhand dieser Werte ermittelt, entspricht.

(b)

Die verbleibenden acht oder mehr Drehmomentsollwerte müssen zwischen dem niedrigsten und dem höchsten Drehmomentsollwert liegen. Der Abstand zwischen zwei benachbarten Drehzahlsollwerten darf nicht größer als 22,5 % der gemäß Nummer 4.2.2.4 für die jeweilige Spannung ermittelten maximalen Gesamtdrehzahl des Prüflings sein.

(c)

Der Grenzwert für das positive Drehmoment bei einer bestimmten Drehzahl entspricht dem Grenzwert für das maximale Drehmoment bei diesem bestimmten Drehdrehzahlsollwert, der gemäß Nummer 4.2.2.4 für die jeweilige Spannung ermittelt wurde, abzüglich 5 % von T_{max_overall}. Alle Drehmomentsollwerte bei einem bestimmten Drehzahlsollwert, die über dem Grenzwert für das positive Drehmoment bei dieser bestimmten Drehzahl liegen, müssen durch einen einzigen Zielsollwert für das Drehmoment ersetzt werden, der beim Grenzwert für das maximale Drehmoment bei diesem bestimmten Drehzahlsollwert liegt.

(d)

Der Grenzwert für das negative Drehmoment bei einer bestimmten Drehzahl entspricht dem Grenzwert für das minimale Drehmoment bei diesem bestimmten Drehdrehzahlsollwert, der gemäß Nummer 4.2.2.4 für die jeweilige Spannung ermittelt wurde, abzüglich 5 % von T_{max_overall}. Alle Drehmomentsollwerte bei einem bestimmten Drehzahlsollwert, die unter dem Grenzwert für das negative Drehmoment bei dieser bestimmten Drehzahl liegen, müssen durch einen einzigen Zielsollwert für das Drehmoment ersetzt werden, der beim Grenzwert für das minimale Drehmoment bei diesem bestimmten Drehzahlsollwert liegt.

(e)

Die Grenzwerte für das minimale und das maximale Drehmoment für einen bestimmten Drehzahlsollwert sind auf der Grundlage der gemäß Nummer 4.2.2.4 für die jeweilige Spannung generierten Daten durch lineare Interpolation zu bestimmen.

Bei einem IEPC mit mehrstufigem Getriebe ist für jeden einzelnen Vorwärtsgang ein eigener Datensatz von Sollwerten für das Drehmoment des Prüflings auf der Grundlage der folgenden Bestimmungen festzulegen:

(f)

Die nach den Buchstaben a bis e ermittelten Drehmomentsollwerte des Getriebes mit dem Übersetzungsverhältnis, das einem Verhältnis von 1 am nächsten kommt (kommen die Übersetzungsverhältnisse zweier Gänge dem Übersetzungsverhältnis von 1 gleich nah, so ist die Prüfung nur für den Gang mit dem höheren Übersetzungsverhältnis durchzuführen) (T_{j,gear_iCT1}) dienen als Grundlage für den weiteren Schritt in den Buchstaben g und h.

(g)

Diese Drehmomentsollwerte sind gemäß der folgenden Gleichung in die entsprechenden Sollwerte für alle anderen Gänge umzurechnen:

T_j,gear = T_{j,gear_iCT1} / i_{gear_iCT1} × i_gear

Dabei gilt:

T_j,gear=

Drehmomentsollwert j für einen bestimmten Gang

(wobei j = 1, 2, 3, …, maximale Anzahl der Drehmomentsollwerte)

(wobei gear = 1, …, höchste Gangzahl)

Tj,_{gear_iCT1}=

Drehmomentsollwert j für den Gang mit dem Übersetzungsverhältnis, das einem Verhältnis von 1 am nächsten kommt,

gemäß Buchstabe f

(wobei j = 1, 2, 3, …, maximale Anzahl der Drehmomentsollwerte)

i_gear=

Übersetzungsverhältnis eines bestimmten Gangs [-]

(wobei gear = 1, …, höchste Gangzahl)

i_{gear_iCT1}=

Übersetzungsverhältnis des Gangs mit dem Übersetzungsverhältnis, das einem Verhältnis von 1 am nächsten kommt,

gemäß Buchstabe f [-]

(h)

Alle Drehmomentsollwerte T_j,gear, die einen absoluten Wert von mehr als 10 kNm aufweisen, müssen während des tatsächlichen Prüflaufs gemäß Nummer 4.2.6.4 nicht gemessen werden.

4.2.6.3.

Zu messende Signale

Unter den gemäß Nummer 4.2.6.2 angegebenen Betriebspunkten sind die elektrische Leistung zum oder vom Wechselrichter (oder gegebenenfalls zum oder vom Gleichstromwandler) sowie das Ausgangsdrehmoment und die Drehzahl des Prüflings zu messen.

4.2.6.4.

Prüfsequenz

Die Prüfsequenz besteht aus stationären Einstellpunkten mit definierter Drehzahl und definiertem Drehmoment an jedem Einstellpunkt gemäß Nummer 4.2.6.2. Im Falle einer unvorhergesehenen Unterbrechung kann die Prüfsequenz gemäß den folgenden Bestimmungen fortgesetzt werden:

—

Der Prüfling verbleibt in der Prüfzelle, wobei die Umgebungstemperatur in der Prüfzelle bei 25 °C ± 10 °C gehalten wird.

—

Bevor die Prüfung fortgesetzt wird, muss der Prüfling auf dem Prüfstand entsprechend den Empfehlungen des Bauteilherstellers einem Warmlauf unterzogen werden.

—

Nach dem Warmlauf ist die Prüfsequenz mit dem nächstniedrigeren Drehzahlsollwert bis zu dem Drehzahlsollwert fortzusetzen, bei dem die Unterbrechung aufgetreten ist.

—

Beim nächstniedrigeren Drehzahlsollwert ist die in den Buchstaben a bis m beschriebene Prüfsequenz zu befolgen, jedoch nur zu Vorkonditionierungszwecken, ohne dass Messdaten aufgezeichnet werden.

—

Die Aufzeichnung der Messdaten erfolgt ab dem ersten Betriebspunkt beim Drehzahlsollwert, an dem die Unterbrechung aufgetreten ist.

Für IEPC gelten folgende Bestimmungen:

—

Die Prüfsequenz ist für jeden einzelnen Gang nacheinander durchzuführen, beginnend mit dem Gang mit dem höchsten Übersetzungsverhältnis, gefolgt von den Gängen in absteigender Reihenfolge des Übersetzungsverhältnisses.

—

Alle Sollwerte innerhalb eines Datensatzes für einen bestimmten Gang, die gemäß Nummer 4.2.6.2 ermittelt wurden, müssen abgeschlossen sein, bevor die Messung in einem anderen Gang fortgesetzt wird.

—

Eine Unterbrechung der Prüfung nach Abschluss der Messung für jeden einzelnen Gang ist zulässig.

—

Die Verwendung von verschiedenen Drehmomentmessern ist zulässig.

Unmittelbar vor Beginn der Prüfung muss der Prüfling auf dem Prüfstand entsprechend den Empfehlungen des Bauteilherstellers einem Warmlauf unterzogen werden. Der erste Drehzahlsollwert für den tatsächlich gemessenen Gang für den Beginn der EPMC-Prüfung wird beim niedrigsten Drehzahlsollwert definiert. Die restlichen Sollwerte für den tatsächlich gemessenen Gang sind in folgender Reihenfolge anzuwenden:

(a)

Der erste Betriebspunkt bei einem bestimmten Drehzahlsollwert ist durch das höchste Drehmoment bei dieser spezifischen Drehzahl definiert.

(b)

Der nächste Betriebspunkt ist auf dieselbe Drehzahl und den niedrigsten Sollwert für das positive Drehmoment (d. h. das Antriebsdrehmoment) einzustellen.

(c)

Der nächste Betriebspunkt ist auf dieselbe Drehzahl und den zweithöchsten Sollwert für das positive Drehmoment (d. h. das Antriebsdrehmoment) einzustellen.

(d)

Der nächste Betriebspunkt ist auf dieselbe Drehzahl und den zweitniedrigsten Sollwert für das positive Drehmoment (d. h. das Antriebsdrehmoment) einzustellen.

(e)

Diese Reihenfolge des Umschaltens vom verbleibenden höchsten zum verbleibenden niedrigsten Drehmomentsollwert ist fortzusetzen, bis alle Sollwerte für das positive Drehmoment (d. h. das Antriebsdrehmoment) bei einem bestimmten Drehzahlsollwert gemessen werden.

(f)

Bevor mit Schritt g fortgefahren wird, kann der Prüfling gemäß den Empfehlungen des Bauteilherstellers abgekühlt werden, indem er bei einem bestimmten, vom Bauteilhersteller festgelegten Sollwert läuft.

(g)

Anschließend ist die Messung der Sollwerte für das negative Drehmoment (d. h. das Bremsdrehmoment) bei demselben Drehzahlsollwert durchzuführen, wobei mit dem niedrigsten Drehmoment bei dieser spezifischen Drehzahl begonnen wird.

(h)

Der nächste Betriebspunkt ist auf dieselbe Drehzahl und den höchsten Sollwert für das negative Drehmoment (d. h. das Bremsdrehmoment) einzustellen.

(i)

Der nächste Betriebspunkt ist auf dieselbe Drehzahl und den zweitniedrigsten Sollwert für das negative Drehmoment (d. h. das Bremsdrehmoment) einzustellen.

(j)

Der nächste Betriebspunkt ist auf dieselbe Drehzahl und den zweithöchsten Sollwert für das negative Drehmoment (d. h. das Bremsdrehmoment) einzustellen.

(k)

Diese Reihenfolge des Umschaltens vom verbleibenden niedrigsten zum verbleibenden höchsten Drehmomentsollwert ist fortzusetzen, bis alle Sollwerte für das negative Drehmoment (d. h. das Bremsdrehmoment) bei einem bestimmten Drehzahlsollwert gemessen werden.

(l)

Bevor mit Schritt m fortgefahren wird, kann der Prüfling gemäß den Empfehlungen des Bauteilherstellers abgekühlt werden, indem er bei einem bestimmten, vom Bauteilhersteller festgelegten Sollwert läuft.

(m)

Die Prüfung ist mit dem nächsthöheren Drehzahlsollwert fortzusetzen, indem die Schritte a bis m der oben definierten Prüfsequenz wiederholt werden, bis alle Drehzahlsollwerte für den tatsächlich gemessenen Gang erreicht sind.

Alle Betriebspunkte sind für eine Betriebsdauer von mindestens fünf Sekunden zu halten. Während dieser Betriebszeit muss die Drehzahl des Prüflings mit einer Toleranz von ±1 % oder 20 U/min, je nachdem, welcher Wert größer ist, auf dem Drehzahlsollwert gehalten werden. Außerdem muss während dieser Betriebszeit das Drehmoment (mit Ausnahme des höchsten und niedrigsten Drehmomentsollwerts bei jedem Drehzahlsollwert) mit einer Toleranz von ±1 % oder ±5 Nm, je nachdem, welcher Wert größer ist, auf dem Drehmomentsollwert gehalten werden. Die elektrische Leistung zum oder vom Wechselrichter (oder gegebenenfalls zum oder vom Gleichstromwandler), das Ausgangsdrehmoment und die Drehzahl des Prüflings sind als Mittelwert über die letzten zwei Sekunden der Betriebszeit aufzuzeichnen.

4.3.

Nachbearbeitung der Messdaten für den Prüfling

4.3.1.

Allgemeine Bestimmungen für die Nachbearbeitung

Alle in den Nummern 4.3.2 bis 4.3.6 definierten Nachbearbeitungsschritte sind für die Datensätze durchzuführen, die jeweils für die zwei Spannungen gemäß Nummer 4.1.3 gemessen werden.

4.3.2.

Grenzwerte für das maximale und minimale Drehmoment

Die gemäß Nummer 4.2.2.4 ermittelten Grenzwerte für das maximale und minimale Drehmoment sind durch lineare Extrapolation (unter Verwendung der beiden nächstliegenden Punkte) auf Nulldrehzahl und auf die vom Bauteilhersteller angegebene maximale Betriebsgeschwindigkeit des Prüflings zu erweitern, falls die aufgezeichneten Messdaten diese Bereiche nicht abdecken.

4.3.3.

Schleppkurve

Die gemäß Nummer 4.2.3 ermittelten Daten für die Schleppkurve sind nach Maßgabe der folgenden Bestimmungen zu ändern:

(1)

Wurde die Stromversorgung des Wechselrichters (oder gegebenenfalls des Gleichstromwandlers) inaktiv gesetzt oder unterbrochen, sind die entsprechenden Werte für die elektrische Leistung zum Wechselrichter (oder gegebenenfalls zum Gleichstromwandler) auf 0 zu setzen.

(2)

Ist die Ausgangswelle des Prüflings nicht an die Lastmaschine (d. h. den Prüfstand) angeschlossen, so sind die jeweiligen Drehmomentwerte auf 0 zu setzen.

(3)

Die gemäß den Nummern 1 und 2 geänderten Daten werden durch lineare Extrapolation auf die vom Bauteilhersteller angegebene maximale Betriebsgeschwindigkeit des Prüflings erweitert, wenn die aufgezeichneten Messdaten diese Bereiche nicht abdecken.

(4)

Die Werte der elektrischen Leistung zum Wechselrichter (oder gegebenenfalls zum Gleichstromwandler), die gemäß den Nummern 1 bis 3 geändert wurden, sind als virtuelle mechanische Verlustleistung zu betrachten. Diese Werte der virtuellen mechanischen Verlustleistung sind mit der jeweiligen Drehzahl der Ausgangswelle des Prüflings in das virtuelle Schleppdrehmoment umzuwandeln.

(5)

Bei jedem Drehzahlsollwert der Ausgangswelle des Prüflings wird in den gemäß den Nummern 1 bis 3 geänderten Daten der nach Nummer 4 ermittelte Wert des virtuellen Schleppdrehmoments zum tatsächlichen Drehmoment der Lastmaschine (d. h. des Prüfstands) hinzugerechnet, um das gesamte Schleppdrehmoment des Prüflings in Abhängigkeit von der Drehzahl zu bestimmen.

(6)

Die Werte des gesamten Schleppdrehmoments des Prüflings beim niedrigsten Drehzahlsollwert, die anhand der gemäß Nummer 5 geänderten Daten ermittelt wurden, sind in einen neuen Eintrag bei 0 U/min zu kopieren und in die gemäß Nummer 5 geänderten Daten aufzunehmen.

4.3.4.

EPMC

Die gemäß Nummer 4.2.6.4 ermittelten EPMC-Daten sind nach Maßgabe der folgenden Bestimmungen für jeden einzeln gemessenen Vorwärtsgang zu erweitern:

(1)

Die beim niedrigsten Drehzahlsollwert ermittelten Werte aller Datenpaare für Ausgangsdrehmoment und elektrische Leistung des Wechselrichters sind mit Nulldrehzahl in einen neuen Eintrag zu kopieren.

(2)

Die beim höchsten Drehzahlsollwert ermittelten Werte aller Datenpaare für Ausgangsdrehmoment und elektrische Leistung des Wechselrichters sind mit dem höchsten Drehzahlsollwert mal 1,05 in einen neuen Eintrag zu kopieren.

(3)

Wurde bei einem bestimmten Drehzahlsollwert (einschließlich der neu eingeführten Daten in den Nummern 1 und 2) ein nach den Bestimmungen in Nummer 4.2.6.2.2 Buchstaben a bis g ermittelter Drehmomentsollwert für die tatsächliche Messung gemäß Nummer 4.2.6.2.2 Buchstabe h ausgelassen, so ist ein neuer Datenpunkt nach Maßgabe der folgenden Bestimmungen zu berechnen:

(a)

Drehgeschwindigkeit: Verwendung des ausgelassenen Sollwerts für die Drehzahl.

(b)

Drehmoment: Verwendung des ausgelassenen Sollwerts für das Drehmoment.

(c)

Wechselrichterleistung: Berechnung eines neuen Wertes durch lineare Extrapolation, wobei die Steigung der linearen Regressionsgeraden der kleinsten Quadrate, die auf der Grundlage der drei tatsächlich gemessenen Drehmomentpunkte ermittelt wurde, die dem Drehmomentwert aus Buchstabe b für den entsprechenden Drehzahlsollwert am nächsten liegen, anzuwenden ist.

(d)

Bei den Werte für das positive Drehmoment sind die extrapolierten Werte der Wechselrichterleistung, die zu niedrigeren Werten als den gemessenen Werten am tatsächlich gemessenen Drehmomentpunkt führen, der dem Drehmomentwert aus Buchstabe b am nächsten liegt, auf die tatsächlich gemessene Wechselrichterleistung an dem Drehmomentpunkt zu setzen, der dem Drehmomentwert aus Buchstabe b am nächsten liegt.

(e)

Bei den Werte für das negative Drehmoment sind die extrapolierten Werte der Wechselrichterleistung, die zu höheren Werten als den gemessenen Werten am tatsächlich gemessenen Drehmomentpunkt führen, der dem Drehmomentwert aus Buchstabe b am nächsten liegt, auf die tatsächlich gemessene Wechselrichterleistung an dem Drehmomentpunkt zu setzen, der dem Drehmomentwert aus Buchstabe b am nächsten liegt.

(4)

Für jeden Drehzahlsollwert (einschließlich der neu eingeführten Daten in den Nummern 1 bis 3) ist ein neuer Datenpunkt auf der Grundlage der Daten für den höchsten Drehmomentsollwert nach Maßgabe der folgenden Vorschriften zu berechnen:

(a)

Drehgeschwindigkeit: Verwendung des gleichen Wertes für die Drehzahl.

(b)

Drehmoment: Verwendung des Wertes für das Drehmoment multipliziert mit einem Faktor von 1,05.

(c)

Wechselrichterleistung: Berechnung eines neuen Wertes in einer Weise, dass der Wirkungsgrad, definiert als das Verhältnis von mechanischer Leistung zu Wechselrichterleistung, konstant bleibt.

(5)

Für jeden Drehzahlsollwert (einschließlich der neu eingeführten Daten in den Nummern 1 bis 3) ist ein neuer Datenpunkt auf der Grundlage der Daten für den niedrigsten Drehmomentsollwert nach Maßgabe der folgenden Vorschriften zu berechnen:

(a)

Drehgeschwindigkeit: Verwendung des gleichen Wertes für die Drehzahl

(b)

Drehmoment: Verwendung des Wertes für das Drehmoment multipliziert mit einem Faktor von 1,05.

(c)

Wechselrichterleistung: Berechnung eines neuen Wertes in einer Weise, dass der Wirkungsgrad, definiert als das Verhältnis von Wechselrichterleistung zu mechanischer Leistung, konstant bleibt.

4.3.5.

Überlasteigenschaften

Anhand der Daten für die gemäß Nummer 4.2.5.3 ermittelten Überlasteigenschaften ist der Wirkungsgrad zu bestimmen, indem die durchschnittliche mechanische Ausgangsleistung über den Zeitraum t_{0_maxP} durch die durchschnittliche elektrische Leistung zum oder vom Wechselrichter (oder gegebenenfalls zum oder vom Gleichstromwandler) über den Zeitraum t_{0_maxP} geteilt wird.

4.3.6.

Maximales Dauerdrehmoment über 30 Minuten

Anhand der gemäß Nummer 4.2.4.3 ermittelten Daten ist der Wirkungsgrad zu bestimmen, indem die durchschnittliche Dauerleistung über 30 Minuten durch die durchschnittliche elektrische Leistung um oder vom Wechselrichter (oder gegebenenfalls zum oder vom Gleichstromwandler) geteilt wird. Anhand der Messdaten für das gemäß Nummer 4.2.4.2 ermittelte maximale Dauerdrehmoment über 30 Minuten sind aus den zeitaufgelösten Werten über den Messzeitraum von 1800 Sekunden für jeden Kühlkreis mit Anschluss an einen externen Wärmetauscher separat die folgenden Mittelwerte zu bestimmen:

—

Kühlleistung,

—

Kühlmitteltemperatur am Eintritt des Kühlkreislaufs des Prüflings.

Die Kühlleistung ist auf der Grundlage der spezifischen Wärmekapazität des Kühlmittels, des Kühlmittelmassendurchsatzes und der Temperaturdifferenz über dem Prüfstand-Wärmetauscher auf der Seite des Prüflings zu bestimmen.

4.4.

Besondere Bestimmungen für die Prüfung von IHPC Typ 1

IHPC Typ 1 werden für die Handhabung im Simulationsinstrument praktisch in zwei separate Bauteile aufgeteilt, d. h. ein elektrisches Maschinensystem und ein Getriebe. Daher sind zwei separate Bauteildatensätze nach Maßgabe der Bestimmungen in dieser Nummer zu ermitteln. Für die Bauteilprüfung von IHPC Typ 1 gelten die Nummern 4.1 bis 4.2 dieses Anhangs. Bei einem IHPC Typ 1 sind Drehmoment und Drehzahl an der Ausgangswelle des Systems zu messen (d. h. an der den Rädern des Fahrzeugs zugewandten Ausgangsseite des Getriebes). Die Festlegung von Familien gemäß Anlage 13 ist für IHPC Typ 1 nicht zulässig. Daher ist es nicht zulässig, Prüfläufe auszulassen, und für das jeweilige IHPC Typ 1 müssen alle in Nummer 4.2 beschriebenen Prüfläufe durchgeführt werden. Ungeachtet dieser Bestimmungen entfällt bei IHPC Typ 1 die Prüfung der Schleppkurve gemäß Nummer 4.2.3. Die Generierung von Eingabedaten für IHPC Typ 1 auf der Grundlage von Standardwerten ist nicht zulässig.

4.4.1.

Für IHPC Typ 1 durchzuführende Prüfläufe

4.4.1.1.

Prüfläufe zur Bestimmung der Gesamtsystemeigenschaften

In dieser Nummer wird eingehend beschrieben, wie die Eigenschaften des vollständigen IHPC Typ 1 einschließlich der Verluste des Getriebeteils im System zu bestimmen sind. Die folgenden Prüfläufe sind gemäß den für IEPC mit mehrstufigen Getriebe in den jeweiligen Nummern festgelegten Bestimmungen durchzuführen. Bei all diesen Prüfläufen muss die Eingangswelle für das Zuführen des Antriebsdrehmoments in das System entweder abgekoppelt und frei drehbar sein oder ohne Drehung fixiert werden.

Tabelle 2a

Übersicht der für IHPC Typ 1 durchzuführenden Prüfläufe

Prüflauf	Verweis: Nummer
Grenzwerte für das maximale und minimale Drehmoment	4.2.2.
Maximales Dauerdrehmoment über 30 Minuten	4.2.4.
Überlasteigenschaften	4.2.5.
EPMC	4.2.6.

Aufgrund der Anwendbarkeit der Bestimmungen für IHPC mit mehrstufigem Getriebe auf IHPC Typ 1 ist der EPMC für jeden einzelnen Vorwärtsgang gemäß Nummer 4.2.6.2 zu messen.

4.4.1.2.

Prüfläufe zur Ermittlung der Verluste des Getriebeteils im System

In dieser Nummer wird eingehend beschrieben, wie die Verluste des Getriebeteils innerhalb des Systems zu bestimmen sind. Dazu ist das System gemäß den Vorschriften in Anhang VI Nummer 3.3 zu prüfen. Ungeachtet dieser Vorschriften gelten folgende Bestimmungen:

—

Die Eingangswelle zum Zuführen des Antriebsdrehmoments in das System wird gemäß Anhang VI Nummer 3.3 an einen Prüfstand angeschlossen und von diesem angetrieben.

—

Die Stromversorgung von der elektrischen Gleichstromquelle zum Wechselrichter (oder gegebenenfalls zum Gleichstromwandler) ist zu trennen. Damit dabei keine Teile des Systems beschädigt werden, kann das System so modifiziert werden, dass in der (den) für die Messung verwendeten elektrischen Maschine(n) Dummy-Magnete oder Dummy-Rotoren verwendet werden.

—

Der Drehmomentbereich gemäß Anhang VI Nummer 3.3.6.3 ist so zu erweitern, dass auch die Werte für das negative Drehmoment erfasst werden, sodass dieselben Drehmomentsollwerte von der positiven Seite auch mit negativem Vorzeichen gemessen werden.

4.4.2.

Nachbearbeitung der Messdaten für IHPC Typ 1

Ungeachtet anders lautender Angaben gelten für die Nachbearbeitung der Messdaten für IHPC Typ 1 sämtliche Bestimmungen gemäß Nummer 4.3.

4.4.2.1.

Nachbearbeitung von Daten zu den Gesamtsystemeigenschaften

Alle gemäß Nummer 4.4.1.1 ermittelten Messdaten sind gemäß den Bestimmungen der Nummern 4.3.1 bis 4.3.6 zu bearbeiten. Die Bestimmungen der Nummer 4.3.3 entfallen, da keine Messung der Schleppkurve gemäß Nummer 4.2.3 für IHPC Typ 1 durchgeführt wird. Umfassen die jeweiligen Nummern besondere Bestimmungen für IEPC mit mehrstufigem Getriebe, so sind diese besonderen Bestimmungen anzuwenden.

4.4.2.2.

Nachbearbeitung von Daten zu Verlusten des Getriebeteils im System

Alle gemäß Nummer 4.4.1.2 ermittelten Messdaten sind gemäß den Bestimmungen von Anhang VI Nummer 3.4 zu bearbeiten. Ungeachtet dieser Vorschriften gelten folgende Bestimmungen:

—

Die Bestimmungen gemäß Anhang VI Nummern 3.4.2 bis 3.4.5 gelten sinngemäß auch für die Werte für das negative Drehmoment.

—

Die Bestimmungen gemäß Anhang VI Nummer 3.4.6 gelten nicht.

4.4.2.3.

Nachbearbeitung von Daten zur Ableitung der spezifischen Daten für das virtuelle elektrische Maschinensystem

Zur Bestimmung der Bauteildaten für das virtuelle elektrische Maschinensystem sind die folgenden Schritte durchzuführen. Die folgenden Nachbearbeitungsschritte entfallen für die beiden gemäß den Nummern 4.3.5 und 4.3.6 ermittelten Wirkungsgrade, da diese lediglich zur Bewertung der Übereinstimmung der zertifizierten mit den CO₂-Emissionen und dem Kraftstoffverbrauch zusammenhängenden Eigenschaften dienen.

(a)

Alle in den gemäß Nummer 4.4.2.1 bearbeiteten Messdaten enthaltenen Drehzahl- und Drehmomentwerte sind gemäß den folgenden Gleichungen von der Ausgangswelle auf die Eingangswelle des IHPC Typ 1 umzurechnen. Wurde derselbe Prüflauf für mehrere Gänge durchgeführt, so ist die Umrechnung für jeden Gang getrennt vorzunehmen.

nEM,virt noutput igbxTEM,virtTOutput1igbx Tloss,gbxnEM,virt, TOutput1igbx, gear

Dabei gilt:

n_EM,virt=

Drehzahl des virtuellen elektrischen Maschinensystems in Bezug auf die Eingangswelle des IHPC Typ 1 [1/min]

n_output=

gemessene Drehzahl an der Ausgangswelle des IHPC Typ 1 [1/min]

i_gbx=

Verhältnis der Drehzahl an der Eingangswelle zur Drehzahl an der Ausgangswelle des IHPC Typ 1 für einen bestimmten, während der Messung eingelegten Gang [-]

T_EM,virt=

Drehmoment des virtuellen elektrischen Maschinensystems in Bezug auf die Eingangswelle des IHPC Typ 1 [Nm]

T_output=

gemessenes Drehmoment an der Ausgangswelle des IHPC Typ 1 [Nm]

T_loss,gbx=

Drehmomentverlust in Abhängigkeit von Drehzahl und Drehmoment an der Eingangswelle des IHPC Typ 1 [Nm]. Die Berechnung erfolgt mittels zweidimensionaler linearer Interpolation aus den nach Nummer 4.4.2.2 für das jeweilige Getriebe ermittelten Verlustkennfeldern des Getriebes.

Gang=

bestimmter, während der Messung eingelegter Gang [-]

(b)

Die für jeden Vorwärtsgang gemäß Nummer 4.4.2.1 ermittelten und gemäß Nummer 4.4.2.3 Buchstabe a auf die Eingangswelle umgerechneten elektrischen Leistungskennfelder sind als Grundlage für die folgenden Berechnungen zu verwenden. Alle Werte für die elektrische Wechselrichterleistung dieser elektrischen Leistungskennfelder sind in die entsprechenden Kennfelder für das virtuelle elektrische Maschinensystem umzurechnen, indem die Verluste des Getriebeteils gemäß der folgenden Gleichung abgezogen werden:

Pel,virtnEM,virt, TEM,virtPel,measnEM,virt, TEM,virt Tloss,gbxnEM,virt, TEM,virt, gear nEM,virt

Dabei gilt:

P_el,virt

elektrische Wechselrichterleistung des virtuellen elektrischen Maschinensystems [W]

n_EM,virt

Drehzahl des virtuellen elektrischen Maschinensystems in Bezug auf die Eingangswelle des IHPC Typ 1, ermittelt gemäß Nummer 4.4.2.3 Buchstabe a [1/min]

T_EM,virt

Drehmoment des virtuellen elektrischen Maschinensystems in Bezug auf die Eingangswelle des IHPC Typ 1, ermittelt gemäß Nummer 4.4.2.3 Buchstabe a [Nm]

P_el,meas

gemessene elektrische Wechselrichterleistung [W]

T_loss,gbx

Drehmomentverlust in Abhängigkeit von Drehzahl und Drehmoment an der Eingangswelle des IHPC Typ 1 [Nm]. Die Berechnung erfolgt mittels zweidimensionaler linearer Interpolation aus den nach Nummer 4.4.2.2 für das jeweilige Getriebe ermittelten Verlustkennfeldern des Getriebes.

Gang

bestimmter, während der Messung eingelegter Gang [-]

(c)

Die Schleppdrehmomentwerte des virtuellen elektrischen Maschinensystems sind bei den gleichen Drehzahlsollwerten (n_EM,virt) in Bezug auf die Eingangswelle des IHPC Typ 1 anzugeben, wie sie für die Definition der maximalen und minimalen Drehmomentkurve des virtuellen elektrischen Maschinensystems verwendet wurden. Jeder einzelne Wert für das Schleppdrehmoment in Nm, der bei den verschiedenen Drehzahlsollwerten angegeben wird, ist auf null zu setzen.

(d)

Die Drehträgheit des virtuellen elektrischen Maschinensystems ist zu berechnen, indem der (die) Trägheitswert(e) der tatsächlichen elektrischen Maschine(n), die gemäß Anlage 8 Nummer 8 dieses Anhangs ermittelt wurden, in den entsprechenden Wert für die Drehträgheit in Bezug auf die Eingangswelle des IHPC-Typs 1 umgerechnet wird.

4.4.3.

Generierung von Eingabedaten für das Simulationsinstrument

Da IHPC Typ 1 für die Handhabung im Simulationsinstrument praktisch in zwei separate Bauteile aufgeteilt werden, sind für das elektrische Maschinensystem und das Getriebe separate Bauteileingabedaten zu ermitteln. Die in den Eingabedaten enthaltene Zertifizierungsnummer muss für beide Bauteile, d. h. für das elektrische Maschinensystem und das Getriebe, identisch sein.

4.4.3.1.

Eingabedaten für das virtuelle elektrische Maschinensystem

Die Eingabedaten für das virtuelle elektrische Maschinensystem sind gemäß den Definitionen für das elektrische Maschinensystem in Anlage 15 auf der Grundlage der endgültigen Daten zu erstellen, die gemäß den Bestimmungen in Nummer 4.4.2.3 ermittelt wurden.

4.4.3.2.

Eingabedaten für das virtuelle Getriebe

Die Eingabedaten für das virtuelle Getriebe sind gemäß den Definitionen für das Getriebe in Anhang VI Anlage 12 Tabellen 1 bis 3 auf der Grundlage der endgültigen Daten zu erstellen, die gemäß den Bestimmungen in Nummer 4.4.2.2 ermittelt wurden. Der Wert für den Parameter „TransmissionType” in Tabelle 1 muss auf „IHPC Type 1” gesetzt werden.

5.

Prüfung von Batteriesystemen bzw. repräsentativen Batterie-Teilsystemen

Die thermische Konditionierungseinrichtung der Prüflingsbatterie und die entsprechende thermische Konditionierungsschleife an der Prüfstandsausrüstung müssen so funktionieren, dass die thermischen Konditionierungsleistungen der Prüflingsbatterie entsprechend der Fahrzeuganwendung erfüllt werden, und es ermöglichen, das vorgeschriebene Prüfverfahren mit der Prüfstandsausrüstung innerhalb der Betriebsgrenzen der Prüflingsbatterie durchzuführen.

5.1.

Allgemeine Bestimmungen

Bauteile der Prüflingsbatterie können auf verschiedene Einrichtungen im Fahrzeug verteilt sein. Die Prüflingsbatterie wird von der Batteriesteuereinheit gesteuert, und die Prüfstandsausrüstung muss den von der Batteriesteuereinheit über die Buskommunikation vorgegebenen Betriebsgrenzen entsprechen. Die thermische Konditionierungseinrichtung der Prüflingsbatterie und die entsprechende thermische Konditionierungsschleife an der Prüfstandsausrüstung müssen in Übereinstimmung mit den Steuerungen der Batteriesteuereinheit funktionieren, sofern für das jeweilige Prüfverfahren nichts anderes festgelegt ist. Die Batteriesteuereinheit muss es ermöglichen, das vorgeschriebene Prüfverfahren mit der Prüfstandsausrüstung innerhalb der Betriebsgrenzwerte der Prüflingsbatterie durchzuführen. Erforderlichenfalls muss das Programm der Batteriesteuereinheit vom Bauteilhersteller für das vorgeschriebene Prüfverfahren angepasst werden, wobei jedoch die Betriebs- und Sicherheitsgrenzen der Prüflingsbatterie einzuhalten sind.

5.1.1.

Bedingungen für das thermische Gleichgewicht

Thermisches Gleichgewicht ist erreicht, wenn während eines Zeitraums von einer Stunde die Abweichungen zwischen der vom Bauteilhersteller angegebenen Zelltemperatur und der Temperatur aller Zelltemperaturmesspunkte weniger als ±7 K betragen.

5.1.2.

Vorzeichenkonventionen

5.1.2.1.

Stromstärke

Die gemessenen Stromwerte haben ein positives Vorzeichen für das Entladen und ein negatives Vorzeichen für das Laden.

5.1.3.

Bezugspunkt für die Umgebungstemperatur

Die Umgebungstemperatur ist in einem Abstand von 1 m zur Prüflingsbatterie an einem vom Bauteilhersteller angegebenen Punkt zu messen.

5.1.4.

Temperaturbedingungen

Die Batterieprüftemperatur, d. h. die Zielbetriebstemperatur der Prüflingsbatterie, ist vom Bauteilhersteller anzugeben. Die Temperatur an allen Temperaturmesspunkten der Zelle muss bei allen durchgeführten Prüfläufen innerhalb der vom Bauteilhersteller angegebenen Grenzwerte liegen. Bei einer Prüflingsbatterie mit Flüssigkeitskonditionierung (d. h. Heizung oder Kühlung) muss die Temperatur der Konditionierungsflüssigkeit am Einlass der Prüflingsbatterie aufgezeichnet werden und innerhalb von ±2 K des vom Bauteilhersteller angegebenen Wertes gehalten werden. Bei einer luftgekühlten Prüflingsbatterie muss die Temperatur der Prüflingsbatterie an dem vom Bauteilhersteller angegebenen Punkt innerhalb von +0/-20 K des vom Bauteilhersteller angegebenen Höchstwerts gehalten werden. Bei allen Prüfläufen ist die verfügbare Kühl- und/oder Heizleistung auf dem Prüfstand auf den vom Bauteilhersteller angegebenen Wert zu begrenzen. Dieser Wert ist zusammen mit den Prüfdaten aufzuzeichnen. Die verfügbare Kühl- und/oder Heizleistung auf dem Prüfstand ist anhand der folgenden Verfahren zu ermitteln und zusammen mit den tatsächlichen Bauteilprüfdaten aufzuzeichnen:

(1)

für Flüssigkeitskonditionierung aus dem Massendurchsatz der Konditionierungsflüssigkeit und der Temperaturdifferenz über dem Wärmetauscher auf der Seite der Prüflingsbatterie;

(2)

für elektrische Konditionierung aus Spannung und Strom. Der Bauteilhersteller kann den elektrischen Anschluss dieser Konditionierungseinrichtung für die Zertifizierung der Prüflingsbatterie ändern, um eine Messung der Eigenschaften der Prüflingsbatterie ohne Berücksichtigung der für die Konditionierung erforderlichen elektrischen Leistung zu ermöglichen (z. B. wenn die Konditionierungseinrichtung direkt in der Prüflingsbatterie eingebaut und angeschlossen ist). Ungeachtet dieser Bestimmungen ist die erforderliche elektrische Kühl- und/oder Heizleistung aufzuzeichnen, die der Prüflingsbatterie extern durch eine Konditionierungseinrichtung zugeführt wird.

(3)

Für andere Arten der Konditionierung nach gutem technischen Ermessen und nach Rücksprache mit der Typgenehmigungsbehörde.

5.2.

Vorbereitungszyklen

Die Prüflingsbatterie ist durch maximal fünf Zyklen vollständiger Entladung und anschließender vollständiger Aufladung zu konditionieren, um die Stabilisierung der Systemleistung vor Beginn der eigentlichen Prüfung sicherzustellen. Es sind aufeinanderfolgende Zyklen vollständiger Entladung und anschließender vollständiger Aufladung bei der vom Bauteilhersteller festgelegten Betriebstemperatur durchzuführen, bis der Zustand „vorkonditioniert” erreicht ist. Das Kriterium für eine „vorkonditionierte” Prüflingsbatterie besteht darin, dass sich die entladene Kapazität bei zwei aufeinanderfolgenden Entladungen nicht um einen Wert von mehr als 3 % der Nennkapazität ändert oder dass fünf Wiederholungen durchgeführt wurden. Die Spannung der Prüflingsbatterie darf am Ende der Entladung nicht unter die vom Bauteilhersteller empfohlene Mindestspannung fallen (die Mindestspannung ist die niedrigste Spannung unter Entladung, ohne dass die Prüflingsbatterie irreversibel beschädigt wird). Die Kriterien für die Beendigung des vollständigen Entlade- und des vollständigen Ladezyklus werden vom Bauteilhersteller festgelegt.

5.2.1.

Stromstärke in den Vorbereitungszyklen für Hochleistungsbatteriesysteme

Die Entladung muss bei einer Stromstärke von 2C und die Aufladung gemäß den Empfehlungen des Bauteilherstellers erfolgen.

5.2.2.

Stromstärke in den Vorbereitungszyklen zur Vorkonditionierung von Hochleistungsbatteriesystemen

Die Entladung muss bei einer Stromstärke von 1/3C und die Aufladung gemäß den Empfehlungen des Bauteilherstellers erfolgen.

5.3.

Standardzyklus

Der Zweck eines Standardzyklus besteht darin, denselben Ausgangszustand für jede einzelne Prüfung einer Prüflingsbatterie sowie die geladene Energie für die Zwecke der Überprüfung der Übereinstimmung der Produktion gemäß Anlage 12 sicherzustellen. Der Standardzyklus ist bei der vom Bauteilhersteller festgelegten Betriebstemperatur durchzuführen.

5.3.1.

Standardzyklus für Hochleistungsbatteriesysteme

Der Standardzyklus für Hochleistungsbatteriesysteme besteht aus den folgenden Ereignissen in fortlaufender Reihenfolge: Standardentladung, Ruhezeit, Standardaufladung und zweite Ruhezeit. Die Standardentladung muss bei einer Stromstärke von 1C bis zum Mindestladezustand gemäß den Spezifikationen des Bauteilherstellers erfolgen. Die Ruhezeit beginnt unmittelbar nach dem Ende der Entladung und dauert 30 Minuten. Die Standardaufladung muss gemäß den Spezifikationen des Bauteilherstellers hinsichtlich der Kriterien für das Ende der Aufladung sowie der geltenden Zeitbeschränkungen für die Aufladung insgesamt erfolgen. Die zweite Ruhezeit beginnt unmittelbar nach dem Ende der Aufladung und dauert 30 Minuten.

5.3.2.

Standardzyklus für Hochenergie-Batteriesysteme

Der Standardzyklus für Hochenergie-Batteriesysteme besteht aus den folgenden Ereignissen in fortlaufender Reihenfolge: Standardentladung, Ruhezeit, Standardaufladung und zweite Ruhezeit. Die Standardentladung muss bei einer Stromstärke von 1/3C bis zum Mindestladezustand gemäß den Spezifikationen des Bauteilherstellers erfolgen. Die Ruhezeit beginnt unmittelbar nach dem Ende der Entladung und dauert 30 Minuten. Die Standardaufladung muss gemäß den Spezifikationen des Bauteilherstellers hinsichtlich der Kriterien für das Ende der Aufladung sowie der geltenden Zeitbeschränkungen für die Aufladung insgesamt erfolgen. Die zweite Ruhezeit beginnt unmittelbar nach dem Ende der Aufladung und dauert 30 Minuten.

5.4.

Durchzuführende Prüfläufe

Vor der Durchführung von Prüfläufen gemäß dieser Nummer müssen die Bestimmungen gemäß Nummer 5.2 auf den Batterieprüfling angewandt werden.

5.4.1.

Prüfverfahren für die Nennkapazität

Bei dieser Prüfung wird die Nennkapazität des Batterieprüflings in Ah bei konstanten Stromentladungsraten gemessen.

5.4.1.1.

Zu messende Signale

Während der Vorkonditionierung, der durchgeführten Standardzyklen und des tatsächlichen Prüflaufs sind die folgenden Signale aufzuzeichnen:

—

Lade-/Entladestrom an den Klemmen der Prüflingsbatterie;

—

Spannung an den Klemmen der Prüflingsbatterie;

—

Temperaturen aller Messpunkte der Prüflingsbatterie;

—

Umgebungstemperatur im Prüfstand;

—

Heiz- oder Kühlleistung für die Prüflingsbatterie.

5.4.1.2.

Prüflauf

Nach dem vollständigen Laden der Prüflingsbatterie gemäß den Spezifikationen des Bauteilherstellers und dem Erreichen des thermischen Gleichgewichts gemäß Nummer 5.1.1 ist ein Standardzyklus gemäß Nummer 5.3 durchzuführen. Der eigentliche Prüflauf muss innerhalb von drei Stunden nach Ende des Standardzyklus beginnen, andernfalls ist der Standardzyklus zu wiederholen. Der eigentliche Prüflauf ist bei RT durchzuführen und besteht aus einer konstanten Stromentladung bei folgenden Entladungsraten:

—

bei Hochleistungsbatteriesystemen zur vom Bauteilhersteller angegebenen Nennkapazität von 1 C in Ah,

—

bei Hochenergie-Batteriesystemen zur vom Bauteilhersteller angegebenen Nennkapazität von 1/3C in Ah.

Alle Entladungsprüfungen sind unter den Mindestbedingungen gemäß den Spezifikationen des Bauteilherstellers abzuschließen.

5.4.1.3.

Auswertung der Ergebnisse

Als Wert für die Nennkapazität ist die Kapazität in Ah zu verwenden, die sich aus dem integrierten Batteriestrom im Zeitverlauf während des eigentlichen Prüflaufs gemäß Nummer 5.4.1.2 ergibt.

5.4.1.4.

Zu meldende Daten

Folgende Daten sind anzugeben:

—

gemäß Nummer 5.4.1.3 ermittelte Nennkapazität;

—

Mittelwerte über den eigentlichen Prüflauf für alle aufgezeichneten Signale gemäß Nummer 5.4.1.1.

Für die Prüfung der Übereinstimmung der Produktion sind auch die folgenden Werte zu berechnen:

—

die gesamte geladene Energie (E_cha) von einem Ladezustand von 20 % bis zu einem Ladezustand von 80 % während des vor dem eigentlichen Prüflauf durchgeführten Standardzyklus;

—

die gesamte entladene Energie (E_dis) von einem Ladezustand von 80 % bis zu einem Ladezustand von 20 % während des eigentlichen Prüflaufs.

Alle verwendeten SOC-Werte sind auf der Grundlage der tatsächlich gemessenen Nennkapazität zu berechnen, die gemäß Nummer 5.4.1.3 ermittelt wurde. Der Round-Trip-Wirkungsgrad (η_BAT) ist zu berechnen, indem die gesamte entladene Energie (E_dis) durch die gesamte geladene Energie (E_cha) geteilt wird, und im Beschreibungsbogen gemäß Anlage 5 anzugeben.

5.4.2.

Prüfverfahren für Leerlaufspannung, Innenwiderstand und Stromgrenzen

Bei dieser Prüfung wird der ohmsche Widerstand für Entlade- und Ladebedingungen sowie die Leerlaufspannung der Prüflingsbatterie in Abhängigkeit vom Ladezustand bestimmt. Darüber hinaus wird der vom Bauteilhersteller angegebene maximale Entlade- und Ladestrom überprüft.

5.4.2.1.

Allgemeine Bestimmungen für Prüfungen

Alle verwendeten SOC-Werte sind auf der Grundlage der tatsächlich gemessenen Nennkapazität zu berechnen, die gemäß Nummer 5.4.1.3 ermittelt wurde. Nur wenn die Prüflingsbatterie während der Entladung die Entladespannungsgrenze erreicht, muss der Strom so reduziert werden, dass die Klemmenspannung der Prüflingsbatterie während des gesamten Entladeimpulses an der Entladespannungsgrenze gehalten wird. Nur wenn die Prüflingsbatterie während der Ladung die Ladespannungsgrenze erreicht, muss der Strom so reduziert werden, dass die Klemmenspannung der Prüflingsbatterie während gesamten regenerativen Ladeimpulses an der Ladespannungsgrenze gehalten wird. Kann die Prüfausrüstung den Stromwert nicht mit der vorgeschriebenen Genauigkeit von ±1 % des Zielwerts innerhalb von 100 ms nach einer Änderung des Stromprofils liefern, so sind die entsprechenden aufgezeichneten Daten zu verwerfen, und es dürfen keine zugehörigen Werte für Leerlaufspannung und Innenwiderstand anhand dieser Daten berechnet werden. Erfordern die von der Batteriesteuereinheit über die Buskommunikation bereitgestellten Betriebsgrenzen eine Reduzierung des Stroms, damit die Betriebsgrenzen der Prüflingsbatterie eingehalten werden, so muss die Prüfstandsausrüstung den jeweiligen Zielstrom entsprechend den Anforderungen der Batteriesteuereinheit reduzieren.

5.4.2.2.

Zu messende Signale

Während der Vorkonditionierung und des tatsächlichen Prüflaufs sind die folgenden Signale aufzuzeichnen:

—

Entladestrom an den Klemmen der Prüflingsbatterie;

—

Spannung an den Klemmen der Prüflingsbatterie;

—

Temperaturen aller Messpunkte der Prüflingsbatterie;

—

Umgebungstemperatur im Prüfstand;

—

Heiz- oder Kühlleistung für die Prüflingsbatterie.

5.4.2.3.

Prüflauf

Nach dem vollständigen Laden der Prüflingsbatterie gemäß den Spezifikationen des Bauteilherstellers und dem Erreichen des thermischen Gleichgewichts gemäß Nummer 5.1.1, ist ein Standardzyklus gemäß Nummer 5.3 durchzuführen. Innerhalb von ein bis drei Stunden nach Ende des Standardzyklus muss mit dem eigentlichen Prüflauf begonnen werden. Andernfalls muss das Verfahren gemäß dem vorstehenden Absatz wiederholt werden. Bei Hochleistungsbatteriesystemen ist die Prüfung bei fünf verschiedenen Ladezuständen durchzuführen: 80, 65, 50, 35 und 20 %. Bei Hochenergie-Batteriesystemen ist die Prüfung bei fünf verschiedenen Ladezuständen durchzuführen: 90, 70, 50, 35 und 20 %. Bei einem Ladezustand von 20 % kann der Bauteilhersteller den maximalen Entladestrom des Batterieprüflings reduzieren, damit der Ladezustand gemäß den Spezifikationen des Bauteilherstellers über dem Mindestladezustand bleibt und eine Tiefentladung vermieden wird. Vor Beginn des eigentlichen Prüflaufs beim jeweiligen Ladezustand muss die Prüflingsbatterie gemäß Nummer 5.4.2.3.1 vorkonditioniert werden. Um die erforderlichen Ladezustände für die Prüfung aus dem Ausgangszustand der Prüflingsbatterie zu erreichen, muss diese mit einer konstanten Stromstärke von 1C für Hochleistungsbatteriesysteme und 1/3C für Hochenergie-Batteriesysteme entladen werden, gefolgt von einer Ruhezeit von 30 Minuten, bevor die nächste Messung beginnt. Der Bauteilhersteller muss vor der Prüfung den maximalen Lade- und Entladestrom bei den verschiedenen Ladezuständen angeben, der während der Dauer des jeweiligen Zeitschrittes des Stromimpulses gemäß Tabelle 3 für Hochleistungsbatteriesysteme und Tabelle 4 für Hochenergie-Batteriesysteme angelegt werden kann. Der eigentliche Prüflauf ist bei RT durchzuführen und besteht aus dem Stromprofil gemäß Tabelle 3 für Hochleistungsbatteriesysteme und Tabelle 4 für Hochenergie-Batteriesysteme.

Tabelle 3

Stromprofil für Hochleistungsbatteriesysteme

Zeitschritt [s]	Kumulative Zeit [s]	Zielstrom
0	0	0
20	20	Idischg_max/33
40	60	0
20	80	Ichg_max/33
40	120	0
20	140	Idischg_max/32
40	180	0
20	200	Ichg_max/32
40	240	0
20	260	Idischg_max/3
40	300	0
20	320	Ichg_max/3
40	360	0
20	380	Idischg_max
40	420	0
20	440	Ichg_max
40	480	0

Tabelle 4

Stromprofil für Hochenergie-Batteriesysteme

Zeitschritt [s]	Kumulative Zeit [s]	Zielstrom
0	0	0
120	120	Idischg_max/33
40	160	0
120	280	Ichg_max/33
40	320	0
120	440	Idischg_max/32
40	480	0
120	600	Ichg_max/32
40	640	0
120	760	Idischg_max/3
40	800	0
120	920	Ichg_max/3
40	960	0
120	1080	Idischg_max
40	1120	0
120	1240	Ichg_max
40	1280	0

Dabei gilt:

I_{dischg_max}

ist der absolute Wert für den vom Bauteilhersteller angegebenen maximalen Entladestrom bei den verschiedenen Ladezuständen, der während der Dauer des jeweiligen Zeitschrittes des Stromimpulses angelegt werden kann

I_{chg_max}

ist der absolute Wert für den vom Bauteilhersteller angegebenen maximalen Ladestrom bei den verschiedenen Ladezuständen, der während der Dauer des jeweiligen Zeitschrittes des Stromimpulses angelegt werden kann

Die Spannung zum Zeitpunkt Null des Prüflaufs, bevor die erste Änderung des Zielstroms auftritt (V₀) ist als Mittelwert über 100 ms zu messen. Bei Hochleistungsbatteriesystemen sind die folgenden Spannungen und Stromstärken zu messen:

(1)

Für jeden der in Tabelle 3 angegebenen Entlade- und Ladestromimpulse ist die Spannung bei Nullstrom als Mittelwert über die letzte Sekunde vor der Änderung des Zielstroms (Entladen: Vd_start, Laden: Vc_start) zu messen.

(2)

Für jeden der in Tabelle 3 angegebenen Entladestromimpulse sind die Spannung 2, 10 und 20 Sekunden nach der Änderung des Zielstroms (Vd₂, Vd₁₀, Vd₂₀) und der entsprechende Strom (Id₂, Id₁₀, Id₂₀) als Mittelwert über 100 ms zu messen.

(3)

Für jeden der in Tabelle 3 angegebenen Ladestromimpulse sind die Spannung bei 2, 10 und 20 Sekunden nach der Änderung des Zielstroms (Vc₂, Vc₁₀, Vc₂₀) und der entsprechende Strom (Ic₂, Ic₁₀, Ic₂₀) als Mittelwert über 100 ms zu messen.

Tabelle 5 gibt einen Überblick über die Spannungs- und Stromwerte, die im Zeitverlauf nach der Änderung des Zielstroms für Hochleistungsbatteriesysteme zu messen sind.

Tabelle 5

Spannungsmesspunkte für die einzelnen Stromimpulse (Entladen und Laden) für Hochleistungsbatteriesysteme

Zeit nach der Änderung des Zielstroms [s]	Entladen (D: discharge) oder Laden (C: charge)	Spannung	Stromstärke
2	D	Vd2	Id2
10	D	Vd10	Id10
20	D	Vd20	Id20
2	C	Vc2	Ic2
10	C	Vc10	Ic10
20	C	Vc20	Ic20

Bei Hochenergie-Batteriesystemen sind die folgenden Spannungen und Stromstärken zu messen:

(1)

Für jeden der in Tabelle 4 angegebenen Entlade- und Ladestromimpulse ist die Spannung bei Nullstrom als Mittelwert über die letzte Sekunde vor der Änderung des Zielstroms (Entladen: Vd_start, Laden: Vc_start) zu messen.

(2)

Für jeden der in Tabelle 4 angegebenen Entladestromimpulse sind die Spannung bei 2, 10 20 und 120 Sekunden nach der Änderung des Zielstroms (Vd₂, Vd₁₀, Vd₂₀, Vd₁₂₀) und der entsprechende Strom (Id₂, Id₁₀, Id₂₀, Id₁₂₀) als Mittelwert über 100 ms zu messen.

(3)

Für jeden der in Tabelle 4 angegebenen Ladestromimpulse sind die Spannung bei 2, 10, 20 und 120 Sekunden nach der Änderung des Zielstroms (Vc₂, Vc₁₀, Vc₂₀, Vc₁₂₀) und der entsprechende Strom (Ic₂, Ic₁₀, Ic₂₀, Ic₁₂₀) als Mittelwert über 100 ms zu messen.

Tabelle 6 gibt einen Überblick über die Spannungs- und Stromwerte, die im Zeitverlauf nach der Änderung des Zielstroms für Hochenergie-Batteriesystem zu messen sind.

Tabelle 6

Spannungsmesspunkte für die einzelnen Stromimpulse (Entladen und Laden) für HEBS

Zeit nach der Änderung des Zielstroms [s]	Entladen (D: discharge) oder Laden (C: charge)	Spannung	Stromstärke
2	D	Vd2	Id2
10	D	Vd10	Id10
20	D	Vd20	Id20
120	D	Vd120	Id120
2	C	Vc2	Ic2
10	C	Vc10	Ic10
20	C	Vc20	Ic20
120	C	Vc120	Ic120

5.4.2.4.

Auswertung der Ergebnisse

Die folgenden Berechnungen sind für jeden gemäß Nummer 5.4.2.3 gemessenen SOC-Wert getrennt durchzuführen.

(1)

Für jeden der in Tabelle 3 angegebenen Entladestromimpulse sind die Werte für den Innenwiderstand aus den nach Nummer 5.4.2.3 gemessenen Spannungs- und Stromwerten gemäß den folgenden Gleichungen zu berechnen:

—

R_Id₂ = (Vd_start – Vd₂) / Id₂

—

R_Id₁₀ = (Vd_start – Vd₁₀) / Id₁₀

—

R_Id₂₀ = (Vd_start – Vd₂₀) / Id₂₀

(2)

Die Innenwiderstände für die Entladung (R_Id₂_avg, R_Id₁₀_avg, R_Id₂₀_avg) sind als Mittelwert über alle in Tabelle 3 angegebenen Stromimpulse aus den gemäß Nummer 1 berechneten Einzelwerten zu berechnen.

(3)

Für jeden der in Tabelle 3 angegebenen Ladestromimpulse sind die Werte für den Innenwiderstand anhand der nach Nummer 5.4.2.3 gemessenen Spannungs- und Stromwerte gemäß den folgenden Gleichungen zu berechnen:

—

R_Ic₂ = (Vc_start – Vc₂) / Ic₂

—

R_Ic₁₀ = (Vc_start – Vc₁₀) / Ic₁₀

—

R_Ic₂₀ = (Vc_start – Vc₂₀) / Ic₂₀

(4)

Die Innenwiderstände für die Ladung (R_Ic₂_avg, R_Ic₁₀_avg, R_Ic₂₀_avg) sind als Mittelwert über alle in Tabelle 3 angegebenen Stromimpulse aus den gemäß Nummer 3 ermittelten Einzelwerten zu berechnen.

(5)

Die Gesamt-Innenwiderstände (R_I2, R_I10, R_I20) sind als Mittelwert über die gemäß den Nummern 2 und 4 berechneten Werte für die Entladung bzw. Ladung zu berechnen.

(6)

Die Leerlaufspannung V₀ ist gemäß Nummer 5.4.2.3 für den jeweiligen Ladezustand zu messen.

(7)

Die Grenzwerte für den maximalen Entladestrom sind als Mittelwert über 20 Sekunden bei dem Zielstrom I_{dischg_max} für jeden gemäß Nummer 5.4.2.3 gemessenen SOC-Wert zu berechnen.

(8)

Die Grenzwerte für den maximalen Ladestrom sind als Mittelwert über 20 Sekunden bei dem Zielstrom I_{chg_max} für jeden gemäß Nummer 5.4.2.3 gemessenen SOC-Wert zu berechnen. Als endgültige Werte sind die absoluten Ergebniswerte anzugeben.

(1)

Für jeden der in Tabelle 4 angegebenen Entladestromimpulse sind die Werte für den Innenwiderstand aus den nach Nummer 5.4.2.3 gemessenen Spannungs- und Stromwerten gemäß den folgenden Gleichungen zu berechnen:

—

R_Id₂ = (Vd_start – Vd₂) / Id₂

—

R_Id₁₀ = (Vd_start – Vd₁₀) / Id₁₀

—

R_Id₂₀ = (Vd_start – Vd₂₀) / Id₂₀

—

R_Id₁₂₀ = (Vd_start – Vd₁₂₀) / Id₁₂₀

(2)

Die Innenwiderstände für die Entladung (R_Id₂_avg, R_Id₁₀_avg, R_Id₂₀_avg, R_Id₁₂₀_avg) sind als Mittelwert über alle in Tabelle 4 angegebenen Stromimpulse aus den gemäß Nummer 1 ermittelten Einzelwerten zu berechnen.

(3)

Für jeden der in Tabelle 4 angegebenen Ladestromimpulse sind die Werte für den Innenwiderstand aus den nach Nummer 5.4.2.3 gemessenen Spannungs- und Stromwerten gemäß den folgenden Gleichungen zu berechnen:

—

R_Ic₂ = (Vc_start – Vc₂) / Ic₂

—

R_Ic₁₀ = (Vc_start – Vc₁₀) / Ic₁₀

—

R_Ic₂₀ = (Vc_start – Vc₂₀) / Ic₂₀

—

R_Ic₁₂₀ = (Vc_start – Vc₁₂₀) / Ic₁₂₀

(4)

Die Innenwiderstände für die Ladung (R_Ic₂_avg, R_Ic₁₀_avg, R_Ic₂₀_avg, R_Ic₁₂₀_avg) sind als Mittelwert über alle in Tabelle 4 angegebenen Stromimpulse aus den gemäß Nummer 3 ermittelten Einzelwerten zu berechnen.

(5)

Die Gesamt-Innenwiderstände (R_I2, R_I10, R_I20, R_I120) sind als Mittelwert über die gemäß den Nummern 2 und 4 berechneten Werte für die Entladung bzw. Ladung zu berechnen.

(6)

Die Leerlaufspannung V₀ ist gemäß Nummer 5.4.2.3 für den jeweiligen Ladezustand zu messen.

(7)

Die Grenzwerte für den maximalen Entladestrom sind als Mittelwert über 120 Sekunden bei dem Zielstrom I_{dischg_max} für jeden gemäß Nummer 5.4.2.3 gemessenen SOC-Wert zu berechnen.

(8)

Die Grenzwerte für den maximalen Ladestrom sind als Mittelwert über 120 Sekunden bei dem Zielstrom I_{chg_max} für jeden gemäß Nummer 5.4.2.3 gemessenen SOC-Wert zu berechnen. Als endgültige Werte sind die absoluten Ergebniswerte anzugeben.

5.5.

Nachbearbeitung der Messdaten für die Prüflingsbatterie

Die vom Ladezustand abhängigen Werte für die Leerlaufspannung sind auf der Grundlage der Werte festzulegen, die für die verschiedenen Ladezustände gemäß Ziffer 6 von Nummer 5.4.2.4.1 für Hochleistungsbatteriesysteme und von Nummer 5.4.2.4.2 für Hochenergie-Batteriesysteme ermittelt wurden. Die verschiedenen Werte der vom Ladezustand abhängigen Innenwiderstände sind auf der Grundlage der Werte festzulegen, die für die verschiedenen Ladezustände gemäß Ziffer 5 von Nummer 5.4.2.4.1 für Hochleistungsbatteriesysteme und von Nummer 5.4.2.4.2 für Hochenergie-Batteriesysteme ermittelt wurden. Die Grenzwerte für den maximalen Entladestrom und den maximalen Ladestrom sind auf der Grundlage der vom Bauteilhersteller vor der Prüfung angegebenen Werte festzulegen. Weicht ein bestimmter festgelegter Wert für den maximalen Entladestrom oder den maximalen Ladestrom, der nach den Ziffern 7 und 8 von Nummer 5.4.2.4.1 für Hochleistungsbatteriesysteme und von Nummer 5.4.2.4.2 für Hochenergie-Batteriesysteme ermittelt wurde, um mehr als ±2 % von dem vom Bauteilhersteller vor der Prüfung angegebenen Wert ab, so ist der jeweilige Wert anzugeben, der nach den Ziffern 7 und 8 von Nummer 5.4.2.4.1 für Hochleistungsbatteriesysteme und von Nummer 5.4.2.4.2 für Hochenergie-Batteriesysteme ermittelt wurde.

6.

Prüfung von Kondensatorsystemen bzw. repräsentativen Kondensator-Teilsystemen

6.1.

Allgemeine Bestimmungen

Kondensatorsystembauteile des Prüflingskondensators können auf verschiedene Einrichtungen im Fahrzeug verteilt sein. Die Eigenschaften eines Kondensators sind kaum von seinem Ladezustand bzw. Strom abhängig. Daher ist für die Berechnung der Modelleingabeparameter nur ein einziger Prüflauf vorgeschrieben.

6.1.1.

Vorzeichenkonvention für Strom

Die gemessenen Stromwerte haben ein positives Vorzeichen für das Entladen und ein negatives Vorzeichen für das Laden.

6.1.2.

Referenzpunkt für die Umgebungstemperatur

Die Umgebungstemperatur ist in einem Abstand von 1 m zum Prüflingskondensator an einem vom Bauteilhersteller angegebenen Punkt zu messen.

6.1.3.

Temperaturbedingungen

Die Kondensatorprüftemperatur, d. h. die Zielbetriebstemperatur des Prüflingskondensators, ist vom Bauteilhersteller anzugeben. Die Temperatur an allen Temperaturmesspunkten der Kondensatorzelle muss bei allen durchgeführten Prüfläufen innerhalb der vom Bauteilhersteller angegebenen Grenzwerte liegen. Bei einem Prüflingskondensator mit Flüssigkeitskonditionierung (d. h. Heizung oder Kühlung) muss die Temperatur der Konditionierungsflüssigkeit am Einlass des Prüflingskondensators aufgezeichnet werden und innerhalb von ±2 K des vom Bauteilhersteller angegebenen Wertes gehalten werden. Bei einem luftgekühlten Prüflingskondensator muss die Temperatur an dem vom Bauteilhersteller angegebenen Punkt innerhalb von +0/-20 K des vom Bauteilhersteller angegebenen Höchstwerts gehalten werden. Bei allen Prüfläufen ist die verfügbare Kühl- und/oder Heizleistung auf dem Prüfstand auf den vom Bauteilhersteller angegebenen Wert zu begrenzen. Dieser Wert ist zusammen mit den Prüfdaten aufzuzeichnen. Die verfügbare Kühl- und/oder Heizleistung auf dem Prüfstand ist anhand der folgenden Verfahren zu ermitteln und zusammen mit den tatsächlichen Bauteilprüfdaten aufzuzeichnen:

(1)

für Flüssigkeitskonditionierung aus dem Massendurchsatz der Konditionierungsflüssigkeit und der Temperaturdifferenz über dem Wärmetauscher auf der Seite des Prüflingskondensators;

(2)

für elektrische Konditionierung aus Spannung und Strom. Der Bauteilhersteller kann den elektrischen Anschluss dieser Konditionierungseinrichtung für die Zertifizierung des Prüflingskondensators ändern, um eine Messung der Eigenschaften des Prüflingskondensators ohne Berücksichtigung der für die Konditionierung erforderlichen elektrischen Leistung zu ermöglichen (z. B. wenn die Konditionierungseinrichtung direkt im Prüflingskondensator eingebaut und angeschlossen ist). Ungeachtet dieser Bestimmungen ist die erforderliche elektrische Kühl- und/oder Heizleistung aufzuzeichnen, die dem Prüflingskondensator extern durch eine Konditionierungseinrichtung zugeführt wird.

(3)

Für andere Arten der Konditionierung nach gutem technischen Ermessen und nach Rücksprache mit der Typgenehmigungsbehörde.

6.2.

Prüfbedingungen

a)

Der Prüflingskondensator muss in einer temperaturgeregelten Prüfzelle platziert werden. Die Umgebungstemperatur ist auf 25 ±10 °C zu konditionieren.

b)

Die Spannung ist an den Klemmen des Prüflingskondensators zu messen.

c)

Das thermische Konditionierungssystem des Prüflingskondensators und die entsprechende thermische Konditionierungsschleife an der Prüfstandsausrüstung müssen in Übereinstimmung mit den jeweiligen Steuerungen voll funktionsfähig sein.

d)

Die Steuereinheit muss es ermöglichen, das vorgeschriebene Prüfverfahren mit der Prüfstandsausrüstung innerhalb der Betriebsgrenzwerte des Prüflingskondensators durchzuführen. Erforderlichenfalls muss das Programm der Steuereinheit vom Bauteilhersteller für das vorgeschriebene Prüfverfahren angepasst werden.

6.3.

Prüfung der Eigenschaften des Prüflingskondensators

a)

Nach vollständiger Ladung und anschließender vollständiger Entladung des Prüflingskondensators auf seine niedrigste Betriebsspannung gemäß der vom Bauteilhersteller angegebenen Lademethode muss der Prüflingskondensator mindestens zwei Stunden, aber nicht länger als sechs Stunden, eingeweicht werden.

b)

Die Temperatur des Prüflingskondensators muss zu Beginn der Prüfung 25 ± 2 °C betragen. Es ist jedoch auch eine Temperatur von 45 ± 2 °C möglich, wenn der Typgenehmigungs- oder Zertifizierungsbehörde mitgeteilt wird, dass diese Temperatur für die Bedingungen der typischen Anwendung repräsentativer ist.

c)

Nach der Einweichzeit ist ein vollständiger Lade- und Entladezyklus gemäß Abbildung 2 bei konstantem Strom (I_test) durchzuführen. I_test ist der maximal zulässige Dauerstrom für den Prüflingskondensator, wie vom Bauteilhersteller angegeben.

d)

Nach einer Wartezeit von mindestens 30 Sekunden (t₀ bis t₁) muss der Prüflingskondensator bei konstantem Strom (I_test) geladen werden, bis die maximale Betriebsspannung (V_max) erreicht ist. Dann wird die Ladung gestoppt und der Prüflingskondensator muss 30 Sekunden lang (t₂ bis t₃) eingeweicht werden, damit sich die Spannung auf ihren endgültigen Wert (V_b) einpendeln kann, bevor mit der Entladung begonnen wird. Im Anschluss muss der Prüflingskondensator bei konstantem Strom (I_test) entladen werden, bis die niedrigste Betriebsspannung (V_min) erreicht ist. Danach (ab t₄) muss eine weitere Wartezeit von mindestens 30 Sekunden vergehen, damit sich die Spannung auf ihren endgültigen Wert (V_c) einpendeln kann.

e)

Der Strom und die Spannung im Zeitverlauf (I_meas bzw. V_meas) sind bei einer Abtastfrequenz von mindestens 10 Hz aufzuzeichnen.

f)

Aus der Messung sind die folgenden Kennwerte zu ermitteln (siehe Abbildung 2):

V_a ist die Leerlaufspannung unmittelbar vor Beginn des Ladeimpulses.

V_b ist die Leerlaufspannung unmittelbar vor Beginn des Entladeimpulses.

V_c ist die Leerlaufspannung nach dem Ende des Entladeimpulses.

ΔV(t₁), ΔV(t₃) sind die Spannungsänderungen unmittelbar nach Anlegen des konstanten Lade- bzw. Entladestroms I_test zum Zeitpunkt t₁ bzw. t₃. Diese Spannungsänderungen sind durch lineare Annäherung an die in Abbildung 2 Einzelheit A definierten Spannungseigenschaften unter Verwendung der Methode der kleinsten Quadrate zu bestimmen. Die Datenabtastung für die Geradennäherung beginnt, sobald die Änderung des anhand von zwei benachbarten Datenpunkten berechneten Gradienten bei Verlauf in Richtung des zunehmenden Zeitsignals kleiner als 0,5 % ist.

Abbildung 2

ΔV(t₁) ist die absolute Differenz der Spannungen zwischen V_a und dem Schnittpunkwert der Geradennäherung zum Zeitpunkt t₁.

ΔV(t₃) ist die absolute Differenz der Spannungen zwischen V_b und dem Schnittpunkwert der Geradennäherung zum Zeitpunkt t₃.

ΔV(t₂) ist die absolute Differenz der Spannungen zwischen V_max und V_b.

ΔV(t₄) ist die absolute Differenz der Spannungen zwischen V_min und V_c.

6.4.

Nachbearbeitung der Messdaten für den Prüflingskondensator

6.4.1.

Berechnung des internen Widerstands und der Kapazität

Die nach Nummer 6.3 ermittelten Messdaten sind zur Berechnung des Innenwiderstands (R: resistance) und der Kapazität (C: capacitance) gemäß den folgenden Gleichungen zu verwenden:

a)

Die Kapazität für das Laden und Entladen ist wie folgt zu berechnen:

Laden:

Ccharget2t1ImeasΔtVb Va

Entladen:

Cdischarget4t3ImeasΔtVc Vb

b)

Der maximale Strom für das Laden und Entladen ist wie folgt zu berechnen:

Laden:

Imax,chargingt2t1ImeasΔtt2 t1

Entladen:

Imax,dischargingt4t3ImeasΔtt4 t3

c)

Der interne Widerstand zum Laden und Entladen ist wie folgt zu berechnen:

Laden:

RchargeΔVt1 ΔVt22Imax, charging

Entladen:

RdischargeΔVt3 ΔVt42Imax, discharging

d)

Für das Modell sind nur eine einzige Kapazität und ein einziger Widerstand erforderlich, die bzw. wie folgt zu berechnen ist:

Kapazität C:

CCcharge Cdischarge2

Widerstand R:

RRcharge Rdischarge2

e)

Die Höchstspannung ist definiert als der aufgezeichnete Wert von V_b und die Mindestspannung als der aufgezeichnete Wert von V_c gemäß Nummer 6.3 Buchstabe f.